Tem um drone? E agora? — Usando o Global Mapper com seu drone.
21 de dezembro de 2021Vamos começar com uma pergunta. Quantos de vocês possuem um Segway atualmente? A menos que você trabalhe como segurança de shopping nas horas vagas ou seja dono de uma empresa de turismo urbano, provavelmente decidiu não embarcar nessa onda de veículos controlados por giroscópio. Se o alarde em torno do lançamento dessa "tecnologia revolucionária" fosse verdadeiro, já teríamos abandonado nossos carros há muito tempo, redesenhado nossas cidades e estaríamos vivendo vidas muito mais plenas. Infelizmente, a realidade ficou um pouco aquém disso.
Por outro lado, o surgimento e a proliferação de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) ou drones, embora não acompanhados por uma cacofonia de alarde exagerado, prometem ter um impacto muito mais profundo em nossas vidas. Se as especulações atuais estiverem corretas, dentro de poucos anos, os céus estarão repletos de drones de entrega, drones de monitoramento de tráfego e até mesmo drones para transporte de pessoas.
Para nós, da área de mapeamento, essa tecnologia de visão aérea resolve com eficácia um dos desafios constantes que enfrentamos: onde obter dados e, mais especificamente, onde obter dados atualizados? Tradicionalmente, dependíamos de arquivos públicos de dados geoespaciais, muitas vezes inadequados e desatualizados, ou de fontes comerciais caras. Com o advento da tecnologia de drones de fácil acesso, os dados sob demanda estão ao alcance de todos.
O rápido crescimento da posse de drones resultou em um dilema interessante para alguns aspirantes a pilotos. Após adquirirem o equipamento e coletarem alguns dados, muitos ainda não sabem exatamente o que podem fazer com ele. Nos últimos anos, participei de diversas feiras de drones e uma pergunta frequente é: "O que posso fazer com o Global Mapper?". A resposta: muitas coisas.
Planejamento inicial de voo
Entre os serviços de dados online gratuitos disponíveis no Global Mapper, encontram-se imagens aéreas de alta resolução, Modelos Digitais de Elevação (MDEs), cartas aeronáuticas e mapas topográficos.
Antes de iniciar o voo, é recomendável fazer um reconhecimento virtual da área do projeto. Quais são as possíveis obstruções nas proximidades? Quais são as características do terreno? Existem edifícios ou outras instalações próximas que possam ter restrições de sobrevoo? Qual é a área de cobertura? Essas e outras perguntas podem ser respondidas carregando os dados relevantes no Global Mapper e realizando uma análise prévia básica. Entre os serviços de dados online gratuitos disponíveis, encontram-se imagens aéreas de alta resolução, Modelos Digitais de Elevação (MDEs), cartas aeronáuticas e mapas topográficos. As ferramentas de desenho do Global Mapper podem ser usadas para delimitar a extensão da área do projeto, determinar a área de cobertura e elaborar um plano de voo inicial para otimizar o processo de captura de dados. Todos esses dados podem ser transferidos para um dispositivo iOS ou Android com o aplicativo Global Mapper Mobile instalado, permitindo a verificação em campo dos parâmetros do plano de voo.
Visualização de imagens com geolocalização
As imagens podem ser carregadas no Global Mapper como pontos de referência, criando um álbum de fotos geográfico. A partir dos valores de coordenadas incorporados nos arquivos de imagem, o local onde cada foto foi tirada é representado por um ícone de câmera na visualização do mapa.
Uma das funções mais básicas de um drone é tirar fotografias e, como veremos adiante, com sobreposição suficiente, essas imagens podem ser processadas em uma representação 3D da área local. Antes de prosseguir com essa funcionalidade mais avançada, as próprias imagens podem ser carregadas no Global Mapper como pontos de referência, criando um álbum de fotos geográfico. A partir dos valores de coordenadas incorporados nos arquivos de imagem, a localização de cada foto é representada por um ícone de câmera na visualização do mapa. Usando a ferramenta Informações de Recursos do Global Mapper, cada foto é exibida no visualizador de imagens padrão do computador. Visualizada no Visualizador 3D, os ícones de câmera aparecerão acima do terreno, fornecendo uma representação precisa da altitude do drone no momento da captura de cada imagem.
Reconstrução 3D
A funcionalidade da ferramenta Pixels to Points transforma arquivos de imagem simples, coletados por drones, em um conjunto de dados que pode ser usado em inúmeros procedimentos de análise 3D.
Integrada ao Global Mapper Pro, a ferramenta Pixels to Points é usada para analisar uma série de imagens sobrepostas e criar uma representação 3D do ambiente. Este poderoso componente identifica padrões recorrentes de pixels em múltiplas fotografias e emprega os princípios básicos da fotogrametria para determinar a estrutura tridimensional das superfícies correspondentes. Embora a tecnologia subjacente seja extremamente complexa, como é típico no Global Mapper, a experiência do usuário é muito simples. Basta carregar as imagens, aplicar as configurações necessárias para o sistema de câmeras, adicionar pontos de controle terrestre, se disponíveis, clicar no botão Executar e aguardar enquanto o programa cria uma nuvem de pontos de alta densidade e, se necessário, um modelo ou malha 3D. A funcionalidade da ferramenta Pixels to Points transforma arquivos de imagem simples, coletados por drones, em um conjunto de dados que pode ser usado em inúmeros procedimentos de análise 3D.
Criação de ortoimagens
Um subproduto do processo de geração de nuvem de pontos mencionado anteriormente é a opção de criar uma ortoimagem. Definida como uma camada raster na qual as coordenadas de cada pixel são geograficamente corretas, a ortoimagem é gerada pela interpolação dos valores RGB na nuvem de pontos. Devido à sua precisão inerente, essa camada de imagem 2D pode ser usada para medições precisas ou como camada base para operações de digitalização ou desenho.
Criação de DTM e análise de terreno
O Global Mapper Pro pode gerar um Modelo Digital de Terreno (MDT) a partir de dados de nuvem de pontos.
Como mencionado anteriormente, a nuvem de pontos gerada pelo Pixels to Points representa a matéria-prima para diversos procedimentos de análise no Global Mapper. Assim como em qualquer conjunto de dados não processados, algum controle de qualidade, limpeza e processamento serão necessários antes de iniciar qualquer fluxo de trabalho significativo. Felizmente, o software oferece uma variedade de opções de edição e filtragem, incluindo remoção de pontos de ruído, recorte espacial, identificação de pontos no solo e reclassificação automática. Após isolar os pontos que representam o solo exposto, a ferramenta de gradeamento é utilizada para criar um Modelo Digital de Terreno (MDT), uma camada raster 3D que representa a superfície do terreno. Por sua vez, essa camada de terreno pode ser usada para criar curvas de nível personalizadas, calcular volume, delimitar uma bacia hidrográfica, realizar análises de linha de visão e, se sobreposta a um MDT criado anteriormente, identificar e medir mudanças ao longo do tempo.
Reprodução de vídeo
Além de capturar imagens estáticas, a maioria dos drones está equipada com o hardware necessário para gravar vídeos. Além do uso recreativo, essa funcionalidade é útil para inspeção de edifícios ou ativos, reconhecimento estratégico, inspeção florestal e em inúmeras outras situações onde uma perspectiva remota é necessária. O Global Mapper inclui um reprodutor de vídeo integrado que reproduz essa gravação enquanto exibe a posição correspondente do drone na janela do mapa. A determinação da posição é derivada do registro de data e hora por vértice gravado no arquivo de rastreamento durante o voo. Após carregar esse arquivo como uma linha e associá-lo ao arquivo de vídeo correspondente, a reprodução é iniciada a partir do menu de contexto (clique com o botão direito do mouse) do Digitalizador.
Processamento Lidar
O Global Mapper Pro oferece um conjunto de ferramentas para identificar, reclassificar e extrair essas características como objetos vetoriais.
Até pouco tempo atrás, era geralmente aceito que, devido ao tamanho e peso do equipamento necessário, a coleta de dados LiDAR só poderia ser realizada por aeronaves tripuladas. Esse simples fato contribuía para o alto custo e os desafios logísticos do processo de coleta LiDAR. Hoje, a miniaturização do equipamento LiDAR atingiu um nível em que ele se encaixa na capacidade de carga útil de muitos drones maiores. Dado o alcance limitado da aeronave, a coleta de dados LiDAR por drones é viável apenas para projetos pequenos e localizados; no entanto, permite sobrevoos frequentes em uma área de projeto e, portanto, é ideal para detecção de mudanças. O Global Mapper Pro oferece uma ampla gama de ferramentas para processamento de dados LiDAR. Como mencionado anteriormente, os pontos podem ser filtrados e editados antes da criação de um modelo de superfície para análise de terreno. Comparado aos dados de nuvem de pontos criados por fotogrametria, o LiDAR fornece uma representação tridimensional mais completa de elementos não terrestres, como edifícios, linhas de energia e árvores. O Global Mapper Pro oferece um conjunto de ferramentas para identificar, reclassificar e extrair esses elementos como objetos vetoriais.
Fundamentalmente, os drones e os mapas têm muito em comum. Ambos visam fornecer uma perspectiva remota e imparcial de uma área de interesse, permitindo-nos visualizar a distribuição espacial e os padrões nos dados que, de outra forma, não seriam detectáveis. É compreensível, portanto, que uma das principais funções de um drone seja fornecer dados que possam ser usados para criar mapas e outros conjuntos de dados espaciais. O Global Mapper Pro é ideal para esse tipo de fluxo de trabalho e oferece uma extensa lista de ferramentas que podem ser utilizadas por operadores de drones.
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