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Muitos usuários possuem dúvidas de quando é necessária a utilização de pontos de controle em solo no mapeamento aéreo com Drones. Nesta matéria irei abordar o que é um ponto de controle, quais as suas características e quando é necessário a sua utilização.
O que são Pontos de Controle?
São pontos foto identificáveis, ou seja, são objetos, alvos, detalhes no terreno e que irão aparecer nas imagens aéreas. Eles são utilizados para fazer a relação entre o sistema de coordenadas da imagem com o sistema de coordenadas do terreno, basicamente são pontos de referência no solo que são utilizados no pós-processamento das imagens aumentando assim a precisão dos produtos finais gerados.
Na “Fotogrametria clássica” (com aviões tripulados) os pontos de controle tinham uma enorme importância no pós-processamento dos dados, pois, os softwares disponíveis não eram capazes de processar as imagens sem uma referência em solo.
Hoje em dia com o avanço da visão computacional os algoritmos dos softwares mudaram e os pontos de controle já não são mais um pré-requisito para o pós-processamento dos dados, hoje o seu uso é opcional, mas quando usá-los?
Quando utilizar?
Para realizar o pós-processamento dos dados coletados em campo é necessário que introduza no software as imagens capturadas e as coordenadas de cada imagem que são gravadas pelo receptor GPS embarcado no Drone. Estes são os dados obrigatórios, sendo opcionais as informações do Sistema Inercial, responsável por gravar a posição da aeronave no instante de tomada de cada foto.
Somente com essas duas informações imagens e coordenadas, o software é capaz de georreferenciar as imagens em relação ao solo.
Mas, você deve estar se perguntando, porque eu preciso de pontos de controle em solo? A resposta é simples: Para aumentar a acurácia do seu mapeamento aéreo.
A grande maioria dos Drones possui em seu sistema embarcado um GPS de navegação, no qual ele é responsável por executar a missão programada em escritório e gravar a posição onde cada imagem foi tomada, porém, a precisão de um GPS de navegação é em torno de 5 a 10 metros, isso quer dizer, que um ponto coletado por este GPS quando verificado no terreno este mesmo ponto pode estar em um raio de 5 a 10 metros, ou seja, ele possui um erro de 5 a 10 metros em relação ao terreno.
Convenhamos que um mapeamento aéreo com uma acurácia de 5 a 10 metros não é recomendado para nenhum projeto de engenharia até porque com esse nível de acurácia podemos utilizar o Google Earth, e é ai que entra a função dos pontos de controle, neste novo cenário tecnológico que a Fotogrametria está inserida a utilização dos pontos de controle existem para aumentar a acurácia do mapeamento.
Tipos de pontos de controles
Alvos naturais: Esse cenário é bem comum em projetos de mapeamento aéreo de zonas urbanas, como neste tipo de projeto há um grande nível de detalhes em solo é possível utilizar estes detalhes que também estarão visíveis na imagem como ponto de controle, por exemplo, pode-se utilizar o canto de uma faixa de pedestre, o canto de uma esquina, intersecções visíveis. Neste caso o projeto ganha uma velocidade maior em sua execução, já que é possível iniciar a coleta dos pontos de controle com grande antecedência ao voo ou após a execução do voo, já que estes alvos naturais não serão removidos do solo.
Ponto de Controle – Alvo Natural
Alvos artificiais: Outro cenário é no caso de áreas rurais, estes terrenos geralmente são homogêneos não apresentando detalhes para serem utilizados como alvos, neste caso são utilizados alvos artificiais que são implantados no terreno e que aparecem nas imagens, este tipo de levantamento é chamado de Voo Pré-sinalizado, geralmente os alvos são espalhados pelo terreno e logo em seguida é feito o voo, já a coleta dos pontos de controle são executados após o voo, nada impede que estes sejam coletados antes, mas é importante garantir que os mesmos estarão no mesmo local na hora do aerolevantamento. A seguir, algumas dicas para otimizar sua confecção: Formato/Tamanho/Contraste/Material
Para definir o ‘TAMANHO’ de um alvo artificial (também válido para o natural) tem que tomar o cuidado dele ser grande o suficiente para aparecer na imagem, então nós aconselhamos um tamanho de no mínimo 10xGSD e o ideal, 12 a 15 vezes o GSD definido no projeto.
Ex: GSD = 5cm, o alvo precisa ter no mínimo 50cm, sendo o ideal de 60 a 75
Outro detalhe importante é o ‘CONTRASTE’, de cores claras e escuras, pois impacta diretamente na qualidade visual do alvo ao realizar o processo de pontaria no software
O ‘MATERIAL’ utilizado para confeccionar os alvos podem ser diversos, em terrenos rígidos como o asfalto e calçadas por exemplo, sugerimos o uso de tinta branca, já em terrenos de terra ou grama sugerimos o uso de cal para a marcação. Além disso, você também pode utilizar alvos móveis confeccionados com TNT, nesse caso você faz a distribuição dos alvos e após a coleta e o voo retira os alvos do terreno.
Como utilizar?
Sabemos que a função do ponto de controle é “ligar” a imagem com o terreno e sabemos também que a sua utilização é para aumentar a acurácia do aerolevantamento.
Para utilizar os pontos de controle em um projeto é necessário que você vá até os alvos em solo e colete suas coordenadas com um receptor GPS geodésico (GPS de alta precisão), estes receptores são capazes de coletar as coordenadas de um determinado ponto com uma precisão milimétrica, ou seja, o erro em relação ao terreno é na casa de milímetros ao contrário do GPS de navegação que é na casa de metros.
Com as coordenadas dos alvos coletadas, você terá que ir até o software de pós-processamento encontrar os alvos nas imagens e introduzir as coordenadas “reais” dos alvos coletados em campo. O software utiliza estas coordenadas como referência em sua aerotriangulação, com isso ele transporta estas coordenadas para o restante dos pixels na imagem fazendo assim o que conhecemos de georreferenciamento, cada pixel da imagem terá sua coordenada estabelecida.
De maneira simples, quando você realiza um mapeamento aéreo sem pontos de controle, a acurácia está ligada diretamente a precisão do receptor GPS de navegação embarcado no Drone, quando você utiliza os pontos de controle você atribui uma nova referência ao seu processamento aumentando assim a sua acurácia, com a utilização de PC é possível alcançar uma acurácia centimétrica, utilizada de maneira correta é possível atingir uma acurácia de 5 a 10 cm em X e Y e 10 a 15 cm em Z.
Pontos de verificação (Check Points)
Os pontos de verificações apresentam as mesmas características dos pontos de controle, a diferença é a sua utilização. Enquanto os pontos de controle são utilizados no processamento do bloco fotogramétrico os check points são utilizados apenas para verificação do produto final.
Funciona da seguinte maneira, você coletou estes pontos de verificação em solo e possui as coordenadas de terreno destes pontos, ao final do processamento o software compara as coordenadas obtidas na imagem com as coordenadas do terreno, basicamente ele compara qual a confiabilidade das medições realizadas na imagem em relação ao terreno, o check point é a diferença entre estas coordenadas, por isso este termo de verificação, são estes pontos que são utilizados para medir a acurácia de um levantamento.
Vale ressaltar que os pontos de check não podem ser utilizados no processamento do bloco fotogramétrico, pois caso isso ocorra eles irão participar do processo estatístico de ajustamento influenciando diretamente em suas coordenadas e precisão e com isso mascarando os resultados finais, portanto, eles são mensurados na imagem e no momento do processamento (aerotriangulação) eles não são selecionados.
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