Avaliação de câmara de pequeno formato transportada por veículo aéreo não tripulado – VANT, para uso em aerolevantamentos

Abstract

Este trabalho analisa a qualidade de produtos cartográficos obtidos a partir câmeras de pequeno formato (não métricas) transportadas por um micro veículo aéreo não tripulado (VANT), em comparação com resultados obtidos com câmara fotogramétrica de grande formato e levantamento com uso de LIDAR (Light Detection And Ranging) aerotransportado. Para isso, foram realizados três aerolevantamentos com um micro VANT, em áreas com condições distintas. A primeira etapa da pesquisa consistiu na calibração de uma câmera de pequeno formato, inicialmente em laboratório e em seguida em campo. Os resultados das calibrações foram comparados e refinados para teste em aerolevantamento. Na análise foi realizado um levantamento em zona rural de Minas Gerais, e os dados foram processados utilizando os parâmetros de orientação interior obtidos previamente durante a calibração. Foram obtidos 26 pontos de apoio em campo por meio do uso de receptor GNSS. Estes pontos foram distribuídos na área para a orientação exterior das imagens e controle planimétrico e altimétrico dos produtos obtidos. Verificou-se que os dados processados possuíam variação de acordo com a metodologia usada, porém com precisão suficiente para realizar mapeamentos planimétricos na escala de até 1:250 e geração de curvas de nível com equidistância de até 50cm, mantendo-se no padrão A segundo classificação do PEC. Após as análises da calibração da câmera, avaliou-se a precisão de um MDE, obtido com a mesma câmera da etapa anterior, comparando-o com modelos obtidos a partir de câmera de grande formato e LIDAR. Além da precisão, estudaram-se as características e diferenças nas nuvens de pontos obtidas pelos diferentes métodos. Por fim, foi investigada a relação entre o número de pontos de apoio em campo e a precisão do MDE, para entender e estimar um número de pontos de apoio necessários em aplicações futuras. As análises realizadas sugerem que a utilização de micro VANT e câmara de pequeno formato para a realização de aerolevantamentos é viável do ponto de vista posicional. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This paper analyzes the quality of cartographic products obtained from an Unmanned Air Vehicle (UAV), compared to results obtained from methods already established. Four aerial surveys were conducted with micro UAV in areas with different conditions. The first stage of the research consisted of calibrating a small-format camera with the co-linearity method, initially in the laboratory and then in the field. The results of the calibration were compared and refined to be tested in aerial survey. In the next step an aerial survey was conducted in a rural area of Minas Gerais state, and the data were processed using the interior orientation parameters previously obtained during calibration. Ground control points obtained with GNSS receiver were distributed in the area for exterior orientation of the images and planimetric and altimetric control of the products obtained. Some variations in the results were found accordingly to the methodology used, but with enough precision to perform planimetric mappings with scale of 1:250 and generate a contour interval of 50 cm, which is enough to remain in class A of PEC classification. After analysis of camera calibration, in the second stage, the precision of a DEM obtained with the small-format camera was evaluated, in comparison with models derived from large-format camera and LIDAR. Besides the precision, the characteristics and differences in the point clouds obtained by different methods were analyzed. Finally, we investigated the relationship between the number of ground control points in the field and the accuracy of the DEM, to understand and estimate the correct GCP number in future applications. The results suggest that the use of micro UAV and small-format camera for conducting aerial surveys is feasible from a positional point of view.