Pontos de controle na topografia com drone?
A utilização de pontos de controle possibilita o amarramento dos dados levantados a campo com o terreno.
Porém, você possui alguma destas dúvidas:
- O que exatamente são os pontos de controle?
- Quando utilizar os mesmos?
- Quais os diferentes tipos de alvos existentes e como locar os mesmosà campo?
- Qual a acurácia que os dados obtidos devem ter e quais métodos de rastreamento de dados podem serem utilizados?
Pois bem, você acabou de colocar suas 2 mãos em um artigo definitivo, que ajudará você a dominar o assunto.
O que são os pontos de controle?
Para entender o que são pontos de controle, você precisa entender primeiramente o funcionamento da Topografia. Isso porque os mesmos nada mais são do que uma evolução da topografia clássica.
No caso, a topografia utiliza o plano topográfico local, um plano de aproximadamente 50 km². Porém, o levantamento topográfico precisa de alguma maneira ser amarrado ao terreno.
Desta tal maneira que na topografia, esta amarração acontece através da utilização de piquetes e de marcos topográficos, sendo que a NBR 13.133 trás o seguinte conceito para apoio geodésico planimétrico:
Conjunto de pontos, materializados no terreno, que proporciona aos levantamentos topográficos o controle de posição em relação à superfície terrestre determinada pelas fronteiras do país, referenciando-os ao datum planimétrico do país.
Já levantamento topográfico, a NBR 13.133 define como:
Conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, de distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida, primordialmente, implanta e materializa pontos de apoio no terreno, determinando suas coordenadas topográficas. A estes pontos se relacionam os pontos de detalhes visando à sua exata representação planimétrica numa escala predeterminada e à sua representação altimétrica por intermédio de curvas de nível, com eqüidistância também predeterminada e/ou pontos cotados.
Ou seja, na topografia são utilizados piquetes e marcos geodésicos para o amarramento do universo do mundo real ao universo do mundo computacional.
No caso do levantamento de dados com drones, os pontos de controle ou GCP (Ground Control Points) são pontos coletados a campo que podem ser identificáveis nas imagens aéreas obtidas pelo drone, como objetos alvos ou detalhes no terreno.
Os mesmos correlacionam o sistema de coordenadas da imagem com o sistema de coordenadas do terreno. Ou seja, são pontos de referência no solo utilizados no pós-processamento das imagens para aumentar a precisão dos produtos finais gerados nos mapas.
Quando utilizar pontos de controle
Uma das características essenciais que um drone para levantamento topográfico deve ter é estar apto a rastrear dados GNSS.
Esta é uma característica que implica diretamente na compatibilidade do drone com os aplicativos geradores de plano de voo.
Porém, os dados GNSS rastreados possibilitam uma acurácia que fica no entorno de 5 a 10 metros.
Isso significa que um determinado ponto mapeado durante o voo encontra-se em uma posição indeterminada dentro de um raio de 5 a 10 metros.
Algo similar com o que acontece no georreferenciamento de imóveis rurais, onde a acurácia aceita pela legislação em pontos do tipo M é de 50 cm. Ou seja, o ponto encontra-se em uma posição indeterminada dentro deste raio.
O problema encontra-se no fato que existem aplicações que exigem uma acurácia centimétrica, de certa maneira que se o drone não tiver a tecnologia PPK ou RTK embarcada para fazer a correção do erro, será necessária a utilização de pontos de controle obtidos a campo.
O grande problema encontra-se no fato que os drones que possuem as tecnologias PPK ou RTK são caros, chegando a custar até R$ 100.000,00 reais.
Isso quando que é possível comprar um drone com bastante tecnologia embarcada, altamente resistente e com uma ótima câmera por algo no entorno de R$ 12.000,00 reais a R$ 15.000,00 reais.
Ou seja, são poucos os profissionais que possuem capital e fluxo de trabalho suficiente para comprar um drone com as tecnologias PPK ou RTK.
A grande maioria dos profissionais utiliza drones mais simples, com a utilização de pontos de controle obtidos a campo para melhorar a qualidade dos produtos fotogramétricos gerados.
Como exemplos cujos dados devem possuir uma alta acurácia temos:
- Altimetria e determinação de curvas de níveis;
- Levantamentos cadastrais;
- Georreferenciamento de imóveis rurais;
- Projetos de corte e aterro para obras de engenharia;
- Implantação de dados á campo;
- Implantação de rodovias e;
- Implantação e monitoramento de linhas de transmissão.
Os diferentes tipos de alvos utilizados como pontos de controle
Existem 2 diferentes tipos de alvos normalmente utilizados como pontos de controle. São eles:
- Alvos naturais e;
- Alvos artificiais.
Vamos conhecer cada um dos mesmos.
Pontos de controle – Alvos naturais
Os alvos naturais são mais utilizados em projetos urbanos, pois em áreas urbanas existem mais elementos formando ângulos retos, os quais são foto identificáveis.
Como exemplos de alvos naturais temos:
- Calçadas;
- Cantos de esquinas;
- Faixa de pedestre;
- Canto de cerca;
- Afloramento rochoso;
- Etc.
Alvos artificiais
Os alvos artificiais são alvos produzidos pelo homem e distribuídos de maneira homogênea na área de interesse.
Como exemplos de alvos artificiais temos:
- Marcações com tintas ou cal;
- Chapas de plástico, madeira ou metálicas.
No caso de áreas rurais, torna-se difícil encontrar-se alvos naturais foto identificáveis. Por causa disso, é aconselhável a distribuição de alvos artificiais na área que será mapeada.
Distribuição dos pontos de controle na área a ser mapeada
A distribuição do pontos de controle deve ser feita de maneira homogênea e deve levar em consideração a altimetria do terreno e o formato do relevo.
Enquanto distribui os mesmos na área a ser mapeada, você deve realizar a coleta das coordenadas do centro dos pontos de controle.
Para isso, você pode utilizar receptores GNSS ou estações totais.
Para obter uma altíssima precisão, você deve tomar os seguintes cuidados ao distribuir pontos de controle na área a ser mapeada:
- Distribua os pontos de controle de maneira equidistante no terreno, levando em consideração o formato do relevo e a altimetria;
- Para aumentar a precisão dos produtos fotogramétricos, distribua os pontos de controle nas extremidades da área que será mapeada;
- Distribua mais pontos de controle, se a área a ser mapeada possui grandes variações altimétricas, pois na topografia com drones, a precisão planimétrica tende a ser maior que a altimétrica.
Dica bônus 1 – Utilize Pontos de verificação
Após gerar o ortomosaico georreferenciado, você irá fazer a checagem do Georreferenciamento utilizando pontos de checagem da área mapeada.
Pontos de verificação, também conhecidos como pontos de checagem são pontos extras obtidos a campo com um receptor GNSS, através da utilização do método RTK ou pós processado.
Como exemplos temos:
- Arvores;
- Prédios;
- Boeiros;
- Postes;
- Afloramentos rochosos
- Ou outros elementos naturais ou artificiais foto identificáveis.
Ou seja, além dos pontos de controle, você rastreará as coordenadas de alguns outros pontos naturais ou artificiais foto identificáveis.
Posteriormente, após fazer o georreferenciamento e a ortorretificação das imagens, você utilizará os pontos de verificação para verificar a acurácia do georreferenciamento.
Lembrando que a acurácia tem que ficar na casa dos centímetros.
Dica bônus 2 – Pontos de controle na faixa de encontro de voos
Caso você precise realizar mais de 1 voo para cobrir toda a área de interesse, coloque pontos de controle nas junções desses voos.
Este procedimento irá facilitar a sobreposição das imagens, facilitando o processamento das mesmas.
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