Metodologia para avaliar o padrão de exatidão cartográfico (PEC) em ortomosaico obtido através de aeronave pilotada remotamente (RPA)

Autores

¹Horst Gamba, S.R.; ²Eyji Sano, E.

¹UNB Email: horsthessgam@gmail.com
²IBAMA Email: edson.sano@gmail.com

Resumo

Com a evolução das plataformas de sistemas sensores, sejam elas orbitais ou aerotransportadas, surgiu a necessidade da criação de uma plataforma que reduzisse os custos de um aerolevantamento para imageamento óptico, Radar, Laser, multiespectral e geofísico (JENSEN, 2009). Desta forma, os Sistemas de Aeronaves Não Tripuladas, em inglês Unmanned Aircraft Systems (UAS), conforme Instrução do Comando da Aeronáutica 100-40/2016 (ICA 100-40/2016), tem sido utilizados como plataforma de baixo custo na atividade de aerolevantamento, principalmente no imageamento óptico (JENSEN, 2009). Cabe frisar que, no Brasil, Aeronaves Não Tripuladas são conhecidas como Drones, do inglês Zangão, Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), em inglês Unmanned Aerial Vehicle (UAV) e, ainda, Aeronave Remotamente Pilotada (ARP). O termo adotado tecnicamente pela Organização de Aviação Civil Internacional (OACI), com abrangência internacional, para esse tipo de aeronave é o Remotely Piloted Aircraft System (RPAS), segundo a ICA 100-40/2016. O objetivo deste artigo é apresentar uma metodologia para avaliar o padrão de exatidão cartográfico (PEC) em ortomosaico obtido através de RPA. A metodologia empregada neste trabalho está dividida em quatro fases. A primeira fase é o planejamento e a execução do voo, com a delimitação da área de imageamento e a definição do número de faixas de recobrimento aéreo na região de Itaipuaçu, RJ, verificação das condições meteorológicas para o melhor dia e hora para a realização do voo, utilização do piloto automático modelo MP2128g2® e do sistema de disparo automático da câmera Alfa Nex 3 Sony, um previsão de atitude de voo de 300 metros, uma abertura de diafragma de f/8 e velocidade de obturação de 1/2000 segundos para a câmera Alfa Nex 3 Sony, elaboração e execução do plano de voo e solicitação de um aviso aos aeronavegantes (NOTAM) ao Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) para a garantir a segurança do voo (BRASIL, 2017). A segunda fase consiste em determinar os pontos de apoio, logo após a execução do voo, utilizando o sistema de coordenadas UTM, DATUM SIRGAS 2000 e com trinta pontos de apoio, a fim de obter dados altimétricos e planimétricos (JENSEN, 2009). Na terceira fase é feita a geração e a avaliação do mosaico inicial na escala 1:1000, a qualidade da imagem quanto ao contraste e a nitidez, se houve recobrimento longitudinal e lateral dentro dos limites de 50% a 60% e de 20% a 30%, respectivamente, a fim de garantir a visão estereoscópica, e a criação de um ortomosaico no aplicativo Agisoft Photoscan (JENSEN, 2009). A quarta fase consiste na avaliação do ortomosaico, por meio da aplicação do PEC, utilizando o método proposto por Galo & Camargo (1994) de testes de hipóteses, baseado na análise de tendências e precisão. Sendo este um dos métodos mais completos dentre os existentes na literatura, pois além de avaliar o PEC, avalia também se no produto cartográfico existe alguma tendência nas componentes das coordenadas, indicando a existência de erros sistemáticos. A área de estudo está localizada na zona 23°S e 43°W, região de Itaipuaçu, distrito do município de Maricá, na Região dos Lagos, no estado do Rio de Janeiro, próxima a praia de Itaipuaçu, a 20 km da Baia de Guanabara, carta SF-23Z-B-IV-4-SE. O RPA utilizado é o PT-UAV oferecido da empresa Esteio Engenharia e Aerolevantamentos S.A., com 1,47 metros de comprimento e 2,00 metros de envergadura, peso de 6 Kg e carga útil de 2 Kg, autonomia de 90 minutos, velocidade de cruzeiro de 60 a 100 K/h, motor de 2 HP e teto operacional de 2000 metros. O sensor empregado é a câmera Alfa Nex 3 Sony, resolução máxima de 14 MP, distância focal 16 mm, velocidade de obturação de 30 a 1/4000 segundos e abertura do diafragma entre f/2.8 a f/22. Os resultados demonstram que é possível observar o erro médio quadrático (RMS) da discrepância em planimetria e o valor dado pela norma CE90 (circle error 90%), que estipula que noventa por cento dos resíduos nas medições das coordenadas dos pontos de referência estejam abaixo de um determinado valor. No tocante a análise de tendência, foi possível observar a existência de tendência, nas componentes X e Y do ortomosaico, denotando a existência de erros sistemáticos na imagem processada com pontos de apoio. A análise de precisão enquadrou o ortomosaico na classe B para uma escala de 1:1000. Conclui-se que o uso dos RPA para a atividade de aerolevantamento permite baixo custo operacional, comparado às plataformas satélites e aeronaves, e a possibilidade de gerar mapas e cartas de grandes escalas que atendam a PEC (JENSEN, 2009). Normalmente, as prefeituras das cidades do Brasil contratam empresas de aerolevantamento, que utilizam aeronaves, para gerar cartas de grande escalas, a fim de otimizar a arrecadação do IPTU. Com a utilização de RPA pelas empresas, o custo do serviço oferecido às prefeituras tende a ser menor, oferecendo o mesmo produto final (BRASIL, 2017).

Keywords

Sensoriamento Remoto.; Aerolevantamento.; Geoprocessamento.

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