Análise de erros sistemáticos em ortofoto gerada por meio de fotogrametria com RPAS

Autores

¹Vitti, D.M.C.; ²Mauad, F.F.; ³Marques Junior, A.; ⁴Inocêncio, L.C.; ⁵Veronez, M.R.

¹FACULDADE DE TECNOLOGIA DE JAHU Email: dalva.vitti@fatec.sp.gov.br
²ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS Email: mauadffm@sc.usp.br
³FACULDADE DE TECNOLOGIA DE JAHU Email: ademirjunior1@fatec.sp.gov.br
⁴UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS Email: lcinocencio@unisinos.br
⁵UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS Email: veronez@unisinos.br

Resumo

Erros sistemáticos em fotogrametria apresentam-se como escorregamentos de pontos observados na ortofoto, os quais comprometem a acurácia posicional. A técnica Estrutura a partir do Movimento – Struture from Motion (SfM), é empregada na reconstrução de objetos a partir de multivistas em imagens coletadas por sensores embarcados em veículos aéreos remotamente tripulados, num processo que envolve a detecção, descrição e correspondência de pontos interesse, criação de malha por meio de triangulação e ajustamento de blocos. O georreferenciamento indireto, com pontos de controle coletados no campo produz uma nuvem densa de pontos com referência num sistema global de coordenadas, bem como os produtos derivados, modelos 3D e ortofoto. As discrepâncias 2D podem ser determinadas a partir da comparação de pontos homólogos identificados na ortofoto e obtidas no campo por meio de levantamento GNSS RTK. Um estudo de caso foi realizado no campus da Universidade do Vale do Rio dos Sinos, São Leopoldo, RS, em que um sensor canon ELPH 110S e o sensor sequóia multiespectral foram montados em um hexarotor e realizaram coleta simultânea de imagens num vôo a 150 metros do solo. As ortofotos foram geradas por meio da técnica SfM e o georreferenciamento da nuvem densa de pontos no SIRGAS 2000 se deu com a introdução de 8 pontos de controle coletados com GNSS Diferencial no modo RTK. A análise de acurácia foi realizada sobre 31 pontos de checagem coletados no campo pela mesma técnica e identificados nas ortofotos. As discrepâncias calculadas foram submetidas a um fluxo de testes estatísticos para descrever as características da amostra quanto a independência, normalidade e aleatoriedade. Também, foram determinadas as medidas estatísticas como média, mediana, desvio padrão e erro médio quadrático. Como a amostra não apresentou distribuição normal de acordo com o teste de Shapiro-Wilk, o teste t de Student não pode ser aplicado para verificar a tendência das discrepâncias EN, uma vez que este teste tem como pressuposto a distribuição normal da amostra. A estatística circular é bem conhecida na área de geologia para análise de escorregamentos e transportes de massas de solo e foi aplicada para avaliar as direções preferenciais e quantificar o tamanho do vetor resultante, bem como o desvio padrão. Uma vez, calculadas as discrepâncias E e N dos pontos de controle, determinou-se o azimute em que cada erro ocorreu. Estes foram distribuídos no círculo geográfico e em seguida aplicada a função de von Mises. Esta função gera um gráfico não circular, com raio heterogêneo, onde o maior raio corresponde à resultante média de todos os erros direcionais observados nos pontos de checagem em função de um parâmetro de concentração, k. Para as ortofotos do sensor Canon ELPH 110S + SfM e sequóia + SfM, as distorções ocorreram no azimute 47o e 116o, com dimensões de resultantes de 0,192 metros e 0,189 metros, respectivamente. Já, os desvios padrão foram de 2,061 metros e 1,818 metros, mostrando grande dispersão dos pontos. Os resultados permitiram verificar que a tendência na ortofoto Canon ELPH 110S + SfM e ortofoto sequóia + SfM apresentaram resultantes e desvios padrão semelhantes. No entanto, em direções diferentes, embora, ambos tenham sido originados de imagens coletadas sob as mesmas condições de vôo, processadas pelo mesmo método, com os mesmos pontos de apoio, e ainda, checados por meio dos mesmos pontos de controle. Assim, pode-se atribuir que os erros sistemáticos foram influenciados pelas particularidades de cada sensor utilizado.

Keywords

VANT; Ortofoto; Acurácia

ARTIGO COMPLETO