VANT, uma ferramenta para Urbanismo

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Levantamento Fotogramétrico em assentamentos irregulares

Assentamentos irregulares, também conhecidos como favelas ou moradias, apresentam um desafio muito grande para o planejamento urbano quanto à coleta de dados, seja para determinar a situação existente ou para planejar futuros projetos, sendo a topografia desempenhando um papel fundamental.

Não é só uma grande quantidade de informação necessária, mas também muitas vezes de difícil acesso as localidades, o que torna a captação de informações muito mais complexa no caso da topografia clássica. A Fotogrametria é a metodologia ideal em tais áreas, e o veículo aéreo não tripulado (VANT) é uma ferramenta perfeita para este tipo de levantamento aéreo.

As áreas de cidades ocupadas por assentamentos irregulares são “áreas de conflito” de um ponto de vista urbano. Entre outros problemas, a posse da terra não é legal, os regulamentos não são respeitados, e serviços da cidade são irregulares ou mesmo falhos. O planejamento para a regularização dessas áreas começa com a coleta de dados, tanto social quanto topológico.

Uma boa coleta de dados irá formar uma base para um melhor planejamento e projeção, a fim de ser capaz de regularizar a situação. Portanto, a coleta de dados topográficos é uma parte fundamental de futuros projetos de desenvolvimento urbano em tais áreas. Todos os novos loteamentos, ruas, saneamento e outros serviços devem ser projetados, e por sua vez, deve assegurar-se que todos estes irão trabalhar adequadamente com o resto da cidade.

Os assentamentos são tipicamente caracterizados por habitação de alta densidade, de forma irregular e construções muito precárias, e algumas acomodações podem ser localizadas em áreas propensas a inundações. Todas essas características significa que a coleta de dados topográficos é realmente muito complexa. Um levantamento aéreo é, portanto, a melhor opção, e os resultados obtidos com os sistemas VANT cumprem os requisitos técnicos.

Levantamento com VANT

No departamento de Maldonado, no Uruguai, foi realizada uma pesquisa na favela Santo Antônio, que está em fase de projeto. Com uma área total de 11,57 hectares dividida em três setores (A, B e C), é uma ocupação irregular com uma cobertura de alta densidade. O contratante, o Governo de Maldonado, exigiu informações necessárias como base para projetos urbanos.

O projeto foi obrigado a cumprir com algumas especificações técnicas muito precisas e rigorosas, e o contratante solicitou um levantamento de todos os elementos existentes, incluindo casas, cercas, corredores, ruas e vias navegáveis. Uma vez que os deveriam atender às demandas futuras do desenvolvimento urbano como, projetos de cadastro e serviços de engenharia. As tolerâncias planimétricas foram de 3 cm e as altimétricas de 5 a 6cm.

Com a pesquisa desta área e com estas características com topografia clássica (GPS e estação total) levaria 20 dias de trabalho de campo com 10 dias de tratamento, tendo em conta a necessidade de topógrafos para retornar ao local diversas vezes para capturar pontos que faltam. Além disso, a pesquisa certamente iria ficar com lacunas de informações devido à falta de acesso a determinados locais.

A Fotogrametria tradicional (utilizando aviões) seria consideravelmente mais caro para voar uma pequena área e precisaria usar câmeras poderosas para alcançar a precisão necessária. Sistemas VANT cumprem com todos os requisitos técnicos, voar a baixa altitude para produzir precisão muito boa, e são ideais para voar pequenas áreas.

O mosaico de ortofotos produzidos a partir de um voo de baixa altitude oferece uma série de detalhes que são impossíveis de obter com a fotogrametria convencional e topografia clássica.

Programação do voo

Esta pesquisa utilizou o VANT md4-1000 da empresa Microdrone. É um multirrotor que tem os sistemas necessários, tais como o GPS, giroscópio e ligação rádio com a estação base, para permitir a planejamento de voo. A câmera utilizada é uma câmera SONY Nex7 24MP com uma lente de 16 milímetros focal.

Para alcançar os conjuntos de dados de cartografia urbana necessárias, a altitude de vôo foi de 80m acima do solo produzindo uma precisão teórica sobre o chão de 2 centímetros. O plano de voo foi realizada utilizando o software mdCockpit (software próprio Microdrone) que se baseia nas informações fornecidas pelo Google Earth.

Isto permitiu que o VANT voasse a uma altura constante acima do solo, mantendo a escala fotogramétrica e precisão homogênea no trabalho. O mapeamento fotogramétrico de áreas urbanas normalmente tem uma sobreposição longitudinal e lateral de 80% e 60%, entre as imagens respectivamente.

Devido às características da área, que é predominado pelas precárias habitações de baixo crescimento, foi decidido reduzir a sobreposição de modo a obter a precisão altimétrica menor (quanto maior for à sobreposição longitudinal, melhor a precisão altimétrica), chegou a uma sobreposição longitudinal de 66% e uma precisão altimétrica de 5,1 centímetros de acordo com a precisão exigida para este trabalho. Sobreposição lateral foi definida como 25%. A redução de ambas as sobreposições permitiu que o voo fosse realizado com duração mais curta, menos quadros e menor restituição. Com base nesses parâmetros, um voo estava programado para cada área do assentamento.

A utilização de Pontos de Controle de Apoio são essenciais no processo, porque a precisão do trabalho depende deles. Em pesquisas urbanas, os pontos de apoio são tradicionalmente tomados assim que o voo tenha sido realizado através da medição dos pontos foto-identificáveis. Tendo em conta a difícil acessibilidade de certas partes da região e considerando as rotas de trânsito, os pontos de apoio foram estabelecidos durante o planejamento do voo.

Cruzes brancas pintadas como marcadores garantiram que os pontos ficassem claramente visíveis nas calçadas. A determinação dos pontos de apoio antes do voo (voo pré-sinalizado) permite que eles sejam distribuídos de forma mais eficaz e para ser colocado em áreas que seriam de maior interesse durante o processamento. Uma vez programado, os pontos de apoio foram colocados em áreas de sobreposição lateral e cada uma dos quatro modelos de sobreposição longitudinal.

Estes pontos foram tirados com GPS RTK de dupla frequência. Os pontos de controle são pontos foto-identificáveis que são coletados enquanto os pontos de apoio são demarcados. Estes pontos são colocados a meio caminho entre os pontos de apoio em áreas onde os erros do modelo serão maiores. Esses pontos servem como controle de qualidade para o trabalho. Estes pontos não são fornecidos à pessoa responsável pela restituição, uma vez que, são analisadas após a conclusão da aerotriangulação e restituição.

Os dados de pontos de controle devem estar dentro de margens de erro aceitáveis. Se os erros forem maiores, as possíveis fontes de erro são discutidas e corrigidas, a fim de assegurar a uniformidade da qualidade do trabalho.

Conclusão

Devido à grande quantidade de informações e a alta precisão exigida para os levantamentos de assentamentos irregulares com a finalidade de projetos urbanos,o VANT fotogramétrico é a escolha ideal. O mosaico de ortofotos produzidos a partir de um voo de baixa altitude oferece uma série de detalhes que são impossíveis de se obter em outros métodos de levantamento.

Graças à homogeneidade do trabalho, a qualidade é garantida para satisfazer os requisitos de precisão em toda a área. Nestas áreas complexas, com visibilidade limitada entre as estações, isto é muito difícil de obter quando se trabalha com topografia clássica.