Levantamentos com VANTs na África

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Quando a realização de pesquisas acontece em países perto do Equador, as condições ambientais podem ser duras. Calor, poeira e umidade podem perturbar o equipamento sensível, enquanto os nativos desconfiados podem obstruir a empresa. O autor compartilha experiências de realização de um levantamento com VANTs na savana de Benin, na África Ocidental.

O Grupo Spectair com sede na Alemanha oferece vários serviços aéreos, incluindo gravações de vídeo a partir de perspectivas incomuns, serviços de apoio à polícia, bombeiros e equipes de resgate, inspeção de instalações industriais, telhados solares e edifícios, e de mapeamento e levantamento topográfico. Em julho de 2014, a empresa foi contratada para realizar um levantamento com VANT para produzir ortoimagens e modelos 3D da paisagem de uma área de cerrado peri-urbana de 20 km quadrados em Benin, na África Ocidental.

Antes de avançar a urbanização, esta era uma área agrícola. Hoje, muitas parcelas não são usadas e aguarda o desenvolvimento urbano (Figura 1). A pesquisa foi uma iniciativa do AFC Consultants International e realizada como um projeto bilateral entre o Ministério da Agricultura Benin através do programa de investimento e de financiamento FI-ProAgri e do Ministério alemão para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico.

Figura 1: Área peri-urbana na savana de Benin
Figura 1: Área peri-urbana na savana de Benin

GARANTIA DE DIREITOS

Uma das tarefas foi a de criar um plano cadastral para delinear limites da propriedade para garantir os direitos dos camponeses. Os terrenos agrícolas são cultivados por camponeses individuais e as suas famílias. Os camponeses não possuem as parcelas, mas tem o direito de usar a terra com base no direito consuetudinário. A terra é de propriedade da comunidade e eles fazem parte. Os direitos não são formalizados nos registos, mas em vez disso são memorizados pelos anciãos e chefes e transmitida de uma geração a outra oralmente. Agora, com o avanço da urbanização, o valor da terra está aumentando progressivamente e estranhos estão se instalando no meio das comunidades anteriormente unida. O Ministério da Agricultura Benin determinou a transferência de direitos de uso da terra dos camponeses em direitos de propriedade para fornecer a segurança da posse. Decidiu-se delinear o uso da terra e limites da propriedade em ortoimagens adquiridos por VANTs.

UAS

O VANT de asa fixa – 1.18m envergadura – equipado com uma câmera de 12MP Canon 220-HS e um receptor GNSS foi escolhido para conduzir o levantamento aéreo (Figura 2). O peso incluindo a câmera é 1,2 kg e a velocidade máxima é de 90 km/h. A capacidade da bateria limita o tempo máximo no ar a 25 minutos. As pesquisas são geralmente conduzidas com uma velocidade de 50 km/h. Em outras palavras, durante um voo, uma tira 20 km de comprimento pode ser capturada. Em caso de perda de sinal do controle remoto o VANT irá navegar de forma autônoma de volta para o local de lançamento. 

Figura 2: Lançamento do VANT de asa fixa
Figura 2: Lançamento do VANT de asa fixa

PESQUISA

A diferença de altura máxima do terreno ligeiramente ondulado é de 50m. O VANT voou autonomamente as seguintes rotas de voo pré-especificados. Inicialização do GPS antes do início levou cerca de um minuto. Para garantir a segurança voos e posicionamento de alta qualidade, sinais de pelo menos seis satélites GNSS devem ser rastreados. Durante este estudo uma média de 13 satélites GNSS foram rastreados. Um piloto teve o cuidado de lançamento e aterragem (ver Figura 3), enquanto que um segundo piloto deu assistência durante o voo. 2.000 imagens foram capturadas em cinco voos ao longo de três dias.

Para fins de georreferenciamento, 20 pontos de controle foram estabelecidos e medidos com GNSS. O VANT voou a uma altura de 250m acima do nível do solo, resultando em uma distância de amostra (GSD) das verdadeiras imagens a cores de 2 centímetros. Usando Agisoft PhotoScan Professional, foi criado um modelo digital de superfície (DSM) com um espaçamento da grade de 4 cm (embora tenha sido solicitado 10 centímetros pelo cliente) e um ortomosaico.

Ao sobrepor o ortomosaico na DSM, um modelo 3D paisagem foi criado (Figura 4). A grande quantidade de dados foi armazenado em um disco rígido de 2 TB, o que foi garantido em um caso externo. Para efeitos de tributação foi realizado um inventário dos solos. Todo o projeto, desde a organização do levantamento para criação de ortomosaicos e o modelo de paisagem 3D, levou 10 dias.

DESAFIOS

As aprovações do Ministério da Agricultura e os militares eram difíceis de obter. No entanto, os maiores desafios não foram relacionados com permissão legal, desalfandegamento e outras questões regulatórias, mas, principalmente, as condições ambientais adversas. Calor e poeira são ameaças graves para os dispositivos sensíveis utilizados em uma pesquisa com VANTs. A temperatura do ar atingiu 55°C e o controle remoto e outros dispositivos atingiram temperaturas de até 65°C quando exposto ao sol. O encolhimento da tubulação que abrange os suportes de suspensão de lemes e ailerons (partes móveis dos bordos de fuga das asas de aeronaves de asa fixa) tiveram que ser trocados após cada voo, uma vez que quase derreteram. Além disso, a equipe enfrentou alguma resistência local. Inicialmente, os povos indígenas não eram cooperativos e temiam que a aeronave imagem traria o mal em sua comunidade. Levou a equipe de um dia para convencer os chefes da área que o levantamento seria realmente benéfico a população.

Traduzido e Adaptado

Fonte: GIM International

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