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Muitos leitores nos procuram com dúvidas sobre como realizar um planejamento de voo para realizar o mapeamento aéreo com drones.
Geralmente, cada fabricante fornece seu software para realizar o planejamento do voo que funciona praticamente de forma automática.
Porém, como faz para determinar os valores que devemos inserir no software, como altura de voo, distância focal, tamanho da imagem, tamanho do pixel, GSD?
Nessa matéria iremos te ensinar como calcular um planejamento de voo, independente da câmera que está sendo utilizada!
Deve-se ter em mente que o software apenas automatiza processos, porém, a responsabilidade de inserir os dados corretamente é do operador, assim, iremos ensiná-lo como realizar esses cálculos.
PIXEL
Pixel vêm do termo em inglês “Picture Element”, é a menor unidade de uma imagem digital e define a sua resolução. Nos pixels são armazenados valores que irão formar a imagem.
Em cada pixel da imagem é armazenado um valor ponderado de toda a energia refletida correspondente a sua área no terreno de acordo com o GSD utilizado.
Se você está em dúvida sobre o que é um pixel, vamos a um exemplo prático: você já deu zoom em um imagem ao ponto de aparecer uns “quadradinhos” nela? Pois bem, estes são os famosos pixels.
Para ficar mais claro veja como isso acontece na imagem a seguir:
GSD (Ground Sample Distance)
O GSD é a representação do pixel no terreno, ou seja, é a porção do terreno que um pixel irá capturar e geralmente é representado em centímetros.
Para um GSD de 10 cm esta área no terreno terá um único valor armazenado em um pixel. Quanto menor for o GSD, maior será a resolução da imagem, ou seja, melhor será a definição dos objetos.
Se lembra dos quadradinhos da imagem passada? Cada quadradinho daquele está representando uma porção de terra no terreno de acordo com o GSD utilizado, ou seja, esse pixel terá um tamanho na imagem representada por centímetros.
A imagem a seguir representa a relação entre a imagem/pixel e o terreno/GSD:
DISTÂNCIA FOCAL
A distância focal nada mais é que o tamanho da lente que você está utilizando, geralmente representado em milímetro.
É de extrema importância que se use uma lente de foco fixo para garantir que o seu mapeamento terá a mesma escala, caso contrário o tamanho do GSD irá variar de acordo com cada imagem tomada.
A imagem a seguir é uma lente de uma câmera DSLR onde é possível escolher entre os tamanhos de 24 até 105 mm.
ALTURA DE VOO
Esta é a variável que estamos procurando, ou seja, definido as variáveis anteriores através de uma equação definimos qual a altura que devemos sobrevoar para garantir o detalhamento (GSD) planejado.
Como exemplo escolhi a câmera CANON T3i de 18 Megapíxel.
CÁLCULO DO TAMANHO DO PIXEL
De acordo com o modelo de câmera escolhido você necessita de duas informações básicas que todo fabricante fornece: o tamanho do sensor e o tamanho da imagem gerada por este sensor.
No caso da CANON T3i o tamanho do sensor é 22,3 x 14,9 mm e a imagem gerada por este sensor é de 5184 x 3456 pixels.
Para calcular o tamanho do pixel é muito simples, precisamos fazer a seguinte relação, quantos pixels cabem dentro deste tamanho de sensor?
Agora vamos transformar isso em fórmula:
22,3 mm / 5184 = 0,0043 mm | 14,9mm / 3456 = 0,0043 mm
Portanto, para que o sensor de 22,3 x 14,9 mm gera uma imagem de 5184 x 2456 px o pixel deverá ter o tamanho de 0,0043 x 0,0043 mm, ou seja, o pixel é quadrado.
CÁLCULO DA ALTURA DE VOO
No primeiro momento você deve definir qual a resolução que o seu voo terá, para isto, é necessário que você converse com o seu cliente e analise o problema dele e defina qual GSD será necessário utilizar, geralmente é utilizado 5 ou 10 cm.
Nesse exemplo irei utilizar a seguintes configurações para realizar o planejamento de voo:
Tamanho do pixel: 0,0043 mm è 0,0000043
Distância Focal: 18 mm è 0,018 m
GSD: 10 cm è 0,10 m
Altura de voo: ?
A imagem acima representa dois pixels no sensor (CCD) que estão representados pela letra “b”, estes dois pixels estão representados no terreno (GSD) através da letra “B”, temos também a distância focal (lente) e altitude (altura de voo).
Repare na imagem que a disposição dessas variáveis formam dois triângulos, onde podemos aplicar a regra da geometria de “semelhança de triângulo”, no qual podemos relacionar os lados dos mesmos.
De maneira simples precisamos fazer a seguinte relação: “b” está para “B”, assim como “f” está para “hg”, transformando essa relação em uma fórmula matemática temos:
Portanto, para garantir os 10 cm de GSD com a CANON T3i e com uma lente de 18 mm é necessário sobrevoar a 418 m e é necessário arredondar esse valor para 400 m.
Aqui vai uma dica para vocês! Sempre arredonde o valor para menos, pois assim você ganha detalhamento, caso contrário você vai perder detalhamento o que pode comprometer o resultado final do seu projeto.
Definido essas variáveis basta você inserir esses dados em seu software de planejamento de voo e realizar o seu mapeamento aéreo com drones.
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