A pesquisa com um drone oferece um enorme potencial para profissionais de GIS

A pesquisa com um drone oferece um enorme potencial para profissionais de GIS. Com um drone, é possível realizar levantamentos topográficos com a mesma qualidade das medições altamente precisas coletadas por métodos tradicionais, mas em uma fração do tempo. Isso reduz substancialmente o custo de uma pesquisa no local e a carga de trabalho dos especialistas em campo.

Modelo de superfície ortomosaico e digital

Modelo de superfície ortomosaico e digital criado a partir de imagens aéreas obtidas pelo drone de levantamento e mapeamento WingtraOne .

Levantamento com drone

 

O que se entende por levantamento de drones?

Uma pesquisa por drone refere-se ao uso de um drone, ou veículo aéreo não tripulado (UAV), para capturar dados aéreos com sensores voltados para baixo, como câmeras RGB ou multiespectrais e cargas LIDAR. Durante um levantamento de drone com uma câmera RGB, o solo é fotografado várias vezes de diferentes ângulos, e cada imagem é marcada com coordenadas.

Ilustração de fotogrametria
A fotogrametria combina imagens que contêm o mesmo ponto no solo de vários pontos de vista para produzir mapas 2D e 3D detalhados.

A partir desses dados, um software de fotogrametria pode criar ortomosaicos georreferenciados, modelos de elevação ou modelos 3D da área do projeto. Esses mapas também podem ser usados ​​para extrair informações como distâncias altamente precisas ou medições volumétricas.

Ao contrário de aeronaves tripuladas ou imagens de satélite, os drones podem voar a uma altitude muito menor, tornando a geração de dados de alta resolução e alta precisão muito mais rápida, menos dispendiosa e independente das condições atmosféricas, como a cobertura de nuvens.

 

Quais são os benefícios dos drones no levantamento topográfico?

Reduza o tempo de campo e os custos de pesquisa

Capturar dados topográficos com um drone é até cinco vezes mais rápido do que com métodos terrestres e requer menos mão de obra. Com a marcação geográfica PPK, você também economiza tempo, pois não é mais necessário colocar vários GCPs. Em última análise, você entrega os resultados da pesquisa mais rapidamente e com um custo menor.

Forneça dados precisos e exaustivos

As estações totais medem apenas pontos individuais. Um voo de drone produz milhares de medições, que podem ser representadas em diferentes formatos (ortomosaico, nuvem de pontos, DTM, DSM, curvas de nível, etc). Cada pixel do mapa ou ponto produzido do modelo 3D contém geo-dados 3D.

Mapeie áreas inacessíveis

Um drone de mapeamento aéreo pode decolar e voar em praticamente qualquer lugar. Você não está mais limitado por áreas inacessíveis, encostas íngremes inseguras ou terrenos acidentados inadequados para ferramentas de medição tradicionais. Você não precisa fechar rodovias ou trilhos de trem. Na verdade, você pode capturar dados durante a operação sem sobrecarga organizacional.

 

Para que são usados ​​os drones no levantamento?

Agrimensura / cartografia

Os drones de pesquisa geram ortomosaicos de alta resolução e modelos 3D detalhados de áreas onde há dados de baixa qualidade, desatualizados ou até mesmo inexistentes. Assim, permitem que mapas cadastrais de alta precisão sejam produzidos de forma rápida e fácil, mesmo em ambientes complexos ou de difícil acesso. Os topógrafos também podem extrair características das imagens, como sinais, meio-fio, marcadores de estrada, hidrantes e drenos.

Gestão e Desenvolvimento da Terra

Imagens aéreas tiradas por drones aceleram e simplificam muito os levantamentos topográficos para gerenciamento e planejamento da terra. Isso vale para o reconhecimento do local, planejamento e projeto de loteamento, bem como a construção final de estradas, edifícios e serviços públicos .

Essas imagens também fornecem a base para modelos detalhados de topografia do local para estudos de engenharia pré-construção. Os dados gerados também podem ser transferidos para qualquer software CAD ou BIM para que os engenheiros possam começar a trabalhar imediatamente a partir de um modelo 3D.

Como a coleta de dados por drones é facilmente repetível a baixo custo, as imagens podem ser tiradas em intervalos regulares e sobrepostas às plantas originais para avaliar se o trabalho de construção está se movendo de acordo com as especificações do plano.

Medições precisas

As ortofotos de alta resolução permitem que os topógrafos realizem medições altamente precisas de distância e superfície.

Medidas volumétricas de estoque

Com o software de mapeamento 3D, também é possível obter medições volumétricas das mesmas imagens. Este método rápido e barato de medição de volume é particularmente útil para calcular estoques em minas e pedreiras para fins de inventário ou monitoramento.

Com um drone, os topógrafos podem capturar muito mais pontos de dados topográficos, portanto, medições de volume mais precisas. Eles também podem fazer isso de uma maneira muito mais segura do que se tivessem que capturar manualmente os dados subindo e descendo um estoque. Como os drones estão capturando os dados de cima, as operações no local não serão interrompidas. O curto tempo de aquisição permite capturar um instantâneo do site em um momento específico.

Monitoramento de inclinação

Com a análise GIS automatizada, é possível extrair medições de inclinação de DTMs e DSMs gerados por imagens de drones. Conhecendo a declividade da superfície do terreno, as áreas podem ser classificadas e utilizadas para fins de monitoramento de taludes, incluindo mitigação e prevenção de deslizamentos.

Com ortomosaicos tirados em momentos diferentes, é possível detectar mudanças no movimento da terra e medir sua velocidade. Esses dados podem ajudar a prever deslizamentos de terra e evitar danos potenciais a estradas, ferrovias e pontes.

Monitoramento de inclinação
A partir desta imagem, é possível comparar qual parte do terreno está se movendo mais rápido ou mais devagar. O comprimento dos traços representa a velocidade do movimento da terra. Quanto mais longo o curso, mais rápido o movimento da terra.
Em comparação com as técnicas tradicionais de monitoramento, onde os sensores são colocados em pontos únicos, os drones permitem uma coleta de dados mais abrangente. Drones com capacidade de PPK, que não exigem o layout de vários GCPs, são ideais para essa aplicação, pois essas áreas geralmente são de difícil acesso ou até perigosas.

Planejamento urbano

O desenvolvimento de áreas urbanas cada vez mais densas e complexas exige um planejamento intensivo e, portanto, uma coleta de dados demorada e cara. Graças aos drones, os planejadores urbanos podem coletar grandes quantidades de dados atualizados em um curto período de tempo e com muito menos funcionários. As imagens produzidas dessa forma permitem que os planejadores examinem as condições sociais e ambientais existentes nos locais e considerem o impacto de diferentes cenários.

Graças aos modelos 3D, os edifícios também podem ser facilmente sobrepostos ao seu ambiente, dando aos planejadores e cidadãos uma perspectiva experimental de um projeto de desenvolvimento complexo. Os modelos 3D também permitem a análise e visualização de sombras projetadas e perspectivas/vistas.

Mapas produzidos com um drone WingtraOne e ArcGIS Urban da Esri .

 

Que tipos de entregas você pode esperar com o levantamento de drones?

Depende da câmera ou sensor e do software que você está usando para pós-processamento. As câmeras de mapeamento RGB, como a RX1R II da Sony ou a6100, juntamente com a maioria dos softwares de fotogrametria, podem produzir os seguintes dados:

Mapas ortomosaicos

Mapa Ortomosaico Sedrun

As imagens do drone são corrigidas quanto à distorção da imagem e costuradas durante o pós-processamento para criar um mapa ortomosaico altamente preciso. Cada pixel contém informações geográficas 2D (X, Y) e pode obter diretamente medições precisas, como distâncias horizontais e superfícies.

Formatos de arquivo: geoTIFF (.tiff), .jpg, .png, blocos do Google (.kml, .html)

nuvem de pontos 3D

Nuvem
Uma nuvem de pontos densificada pode ser gerada a partir de imagens de drones. Cada ponto contém informações geoespaciais (X, Y, Z) e de cor. Ele fornece um modelo muito preciso para medições de distância (inclinada e horizontal), área e volume. Formatos de arquivo: .las, .laz, .ply, .xyz

Modelos de superfície digital (DSM)

Modelo de Superfície Digital (DSM)

Imagens de drones também podem ser usadas para criar modelos DSM da área. Cada pixel contém informações 2D (X, Y) e a altitude (valor Z) do ponto mais alto para esta posição.

Formatos de arquivo: GeoTiff (.tif), .xyz, .las, .laz

Modelo de terreno digital (DTM)

Modelo de terreno digital (DTM)

Depois de filtrar objetos como edifícios, as imagens do drone podem ser usadas para criar DTMs com cada pixel contendo informações 2,5D (valor X, Y e Z da maior altitude).

Formatos de arquivo: GeoTiff (.tif)

malha texturizada 3D

Nuvem

A malha texturizada 3D é uma reprodução das bordas, faces, vértices e textura da área fotografada pelo drone. Este modelo é mais útil para inspeção visual ou quando as partes interessadas externas ou o envolvimento do público são essenciais para um projeto.

Formatos de arquivo: .ply, .fbx, .dxf, .obj, .pdf

Linhas de contorno

Linhas de contorno

Dependendo dos requisitos do projeto, o modelo DTM ou DSM, com intervalos de contorno personalizados, pode ser usado para criar um mapa de linhas de contorno, proporcionando uma melhor compreensão da superfície da área fotografada pelo drone.

Formatos de arquivo: .shp, .dxf, .pdf

 

Quão preciso é um levantamento por drone?

O desempenho e o tipo de drone, a qualidade de seus componentes, a resolução da câmera, a altura em que o drone voa, a vegetação e o método e tecnologia usados ​​para geolocalizar as imagens aéreas podem influenciar fortemente a precisão do mapeamento de levantamento de drones. Neste ponto, é possível atingir uma precisão absoluta de até 1 cm (0,4 pol) e 0,7 cm/px (0,3 pol/px) GSD sob condições ideais com um drone de levantamento de ponta como o WingtraOne .

Categoria

Drones

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