Uso potencial de VANTs na Arqueologia

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A Arqueologia implica no registro dos restos físicos deixados por gerações passadas. Tradicionalmente, a exploração arqueológica foi feita por escavação. Recentemente, outras técnicas de pesquisa ganharam importância registrando “restos” visíveis acima do solo. Entre os exemplos incluem-se campos pré-históricos, assentamentos e restos de sepultamento em zonas de montanha ou paisagens industriais, edifícios e monumentos, até mesmo círculos de pedra em outras áreas. Nesse texto o autor explora a aplicação de VANTs na arqueologia.

VANTS-na-arqueologia

No passado, a maioria das gravações eram feitas com fita e armação de 1m, enquanto um teodolito era um luxo. Recentemente as estações totais, receptores GNSS, varredura com laser terrestre (TLS) e, no ar, os sensores LIDAR se tornaram disponíveis.

Enquanto a TLS pode fazer uma gravação eficaz de edifícios, não é adequada para gravar paisagens (tratando de grandes áreas de sequeiro ou escavações de área aberta). Os sensores aéreos são úteis, mas, pelo menos no Reino Unido, não fornecem a resolução adequada para a captura detalhadas de paisagens. Normalmente, apenas 1m de resolução das telhas podem ser obtidas e muitas áreas não são cobertas. Por isso, a necessidade de uma técnica que é flexível, precisa, econômica, rápida e pode fornecer modelos 3D.

O último tem ganhado peso à medida que os arqueólogos são responsáveis por ‘preservar o registro’ dos sítios arqueológicos antes de serem destruídos pelo “desenvolvimento”. Esses registros devem ser mantidos para o benefício das gerações futuras e deve ser o mais abrangente e detalhado possível – cada vez mais, isso significa que os modelos 3D detalhados. O “cálice sagrado” da modelagem 3D arqueológica veio na forma de fotogrametria, utilizando os sistemas aéreos não tripulados (VANTs).

A disciplina de fotogrametria existe há mais de 150 anos, mas recentes inovações de software permitiram que se tornassem uma ferramenta prática e eficiente que está dentro do alcance econômico de arqueólogos.

Jamie Quartermaine fazendo o levantamento para gerar a imagem visual 3D de um local no parque nacional de Northumberland, Inglaterra, Reino Unido.
Jamie Quartermaine fazendo o levantamento para gerar a imagem visual 3D de um local no parque nacional de Northumberland, Inglaterra, Reino Unido.

VANT Multirotor

Em 2010 a fotogrametria foi usada para gravar partes de uma grande escavação pré-histórica, perto de Carlisle, no norte da Inglaterra utilizando uma câmera montada em um mastro de 5m de altura.

A fotogrametria foi descoberta para ser muito rápida, e poderia fornecer mais detalhes do que as estações totais robóticas, bem como uma melhor precisão, uma vez que desvios em relação ao pólo vertical da Estação total apresentou erros significativos. A comparação com a pesquisa revelou pontos de desvio padrão de 20 milímetros. O experimento mostrou que a fotogrametria poderia revolucionar o mapeamento local. No entanto, a altura limitada dos mastros impediu o seu verdadeiro potencial.

Depois de experimentar com balões e pipas, o VANT parecia ser a solução mais flexível e eficaz. Com GNSS controlando a automação, juntamente com a suspensão gimbal, formou-se uma plataforma estável, capaz de erguer uma câmera Sony NEX5 de preço acessível. Desde que são capazes de gravar paisagens abertas e também gravar estruturas e escavações, os VANTs multirotores são mais adequados para gravação arqueológica do que de asa fixa.

No entanto, os multirotores são impraticáveis para cobrir áreas maiores do que 1km quadrado porque seu tempo de voo é limitado e velocidade é lenta. No entanto, os lugares e paisagens registrados podem ser registrados de forma 10 a 20 vezes mais rápida comparado aos meios convencionais e em maior detalhe. Ruas de paralelepípedos, por exemplo, das quais apenas os contornos podiam ser economicamente mapeados usando estações totais, incorporam agora o detalhe de cada paralelepípedo. Contornos detalhados de lugares destacam a paisagem e revelam características sutis praticamente invisíveis no campo.

Objetos irregulares, tais como as “Standing Stones” são difícil de registrar em 2D, resultando em erros e representações irregulares. A fotogrametria, no entanto, permite que esses objetos sejam gravados como modelos 3D.

 Limitações

As florestas densas e até mesmo árvores individuais e touceiras de capim podem obscurecer os lugares de voar o VANT. Infelizmente, nem todos os sítios arqueológicos já possuem tratamentos cuidadosos nas superfícies terrestres.

Considerando a aérea, o sensor pode fornecer um registro das superfícies terrestres subjacentes. Em segundo lugar, a operação bem-sucedida do VANT depende do clima, por isso pode ser por vezes necessário aguardar dias ou mesmo semanas para as condições adequadas. Em terceiro lugar, há as restrições legais, de saúde e segurança no uso do equipamento.

No Reino Unido, todas as operações comerciais precisam ser realizadas por pilotos licenciados que asseguram seguir diretrizes rígidas para a segurança. Há também restrições definidas pela Civil Aviation Authority (CAA) isenta para trabalho aéreo, que inclui provisões como a de que o voo não pode ser implementado “sobre ou dentro de 50m de qualquer navio, veículo ou estrutura que não está sob o controle da pessoa responsável da aeronave”. Sendo compatível com essas diretrizes há preparação significativa para garantir o controle das estruturas e dos veículos. Do contrário, pode até mesmo impedir o levantamento de ser realizado.

Fonte: GIM International

Traduzido e Adaptado

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