Mapeamento com drones prof rafael calderon 2020

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MAPEAMENTO COM
guia passo a passo
Revolução tecnológica e 
oportunidade de negócios
RONES
Prof. Dr. Rafael Calderon
D
MAPEAMENTO COM DRONES: 
GUIA PASSO A PASSO
Prof. Dr. Rafael de Azevedo Calderon
Eng. Florestal (UnB)
Cruzeiro do Sul-AC
2020
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SUMÁRIO
Introdução
Principais produtos do mapeamento com drones
Como isso é feito?
Qual drone utilizar?
Seu primeiro mapeamento, passo a passo
Processando e gerando os produtos
Onde aprender a mapear com drones?
Legislação
Mensagem ao leitor 
Sobre o autor
Agradecimentos
4
INTRODUÇÃO
5
INTRODUÇÃO
Em maio de 2017 o uso profissional e comercial de drones foi autorizado
pela ANAC (Agência Nacional de Aviação Civil). Desde então todo drone
acima de 250 gramas deve ser registrado pelo proprietário. De lá para cá,
milhares de drones já foram registrados no Brasil para uso profissional. O
mercado não para de crescer.
Novas aplicações surgem todos os dias, e muitos profissionais e
empresas estão se especializando na utilização de drones e/ou
adicionando esta nova tecnologia às suas atividades. Milhares de
profissionais, técnicos ou não, têm investido e se profissionalizado no uso
desta tecnologia, aproveitando as oportunidades que têm surgido no
mercado.
Com este eBook vou tentar te ajudar a entender um pouco mais sobre o
potencial do uso de drones em mapeamentos aéreos e como você
também pode executar este tipo de trabalho, seja para uso próprio, para
uso profissional ou para utilizar em um negócio próprio.
Lembre-se sempre que este mercado está em constante evolução e todos
os meses surgem novos drones, novos sensores, novas normas, e
apenas a busca constante por informação nos mantém atualizados.
Utilizei de linguagem pouco técnica para que este eBook seja de fácil
entendimento para o maior público possível, desta forma, me desculpe
pela falta de rigor técnico na explicação de alguns termos. Em caso de
dúvidas, críticas ou sugestões, por favor as envie para mim, pelas mídias
sociais ou pelo e-mail: calderon@profrafaelcalderon.com.br
19/07/2016 testes de voo de um drone para mapeamento aéreo no Campus da Ufac em 
Cruzeiro do Sul-AC. Da esquerda para a direita: Graduandos de Eng. Florestal (Samira 
Araújo, Leilane Moreira, Uilian Araújo, Dantara Abdallah e Helton Rudden) e Profa. 
Claudene Calderon. Arquivo: Prof. Rafael Calderon.
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PRINCIPAIS 
PRODUTOS DO 
MAPEAMENTO 
COM DRONES
Embora seja possível extrair diversos tipos de
produtos digitais georreferenciados a partir do
mapeamento com drones, podemos dizer que
três são os produtos primários, sendo gerados
na sequência a seguir:
➢ Nuvem de Pontos;
➢ Modelo Digital de Superfície (MDS);
➢ Mosaico de Ortofotos;
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Dica: um bom mapeamento depende de boas fotografias.
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Com algumas etapas a mais, durante o
processamento, também é relativamente simples
gerar os seguintes produtos:
➢ Índices de Vegetação;
➢ Modelo Digital Texturizado (3D);
➢ Modelo Digital do Terreno (MDT);
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Abaixo: modelo 3D do Teatro do Môa, da Universidade Federal do 
Acre em Cruzeiro do Sul. Trabalho do autor.
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Nuvem de Pontos
A nuvem de pontos é o primeiro produto gerado
durante o processamento, sendo composta por
pontos identificados por métodos de triangulação
entre as diversas fotos.
Cada ponto representa um mesmo local que o
software conseguiu identificar em mais de uma
foto. O ideal é que seja possível identificar o
mesmo ponto em diversas fotos, por isso a
necessidade de um bom recobrimento entre elas.
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Modelo Digital de Superfície (MDS)
A partir da nuvem de pontos já é possível recriar
a superfície do terreno de forma tridimensional e
gerar o MDS, que é uma imagem (raster) onde
cada pixel assume um valor altimétrico (altura
ou altitude).
O MDS não deve ser utilizado para a geração
de curvas de nível, pois nele estão a vegetação
e as construções. As curvas de nível devem ser
geradas a partir do Modelo Digital do Terreno
(MDT), que veremos mais adiante.
MDS de uma 
área de 
pastagem no 
Goiás. Trabalho 
do autor.
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Modelo Digital do Terreno (MDT)
Em teoria o MDT é o MDS sem a vegetação,
objetos e construções, restando apenas o
terreno. É obtido através da classificação e
filtragem dos pontos da nuvem de pontos.
Alguns programas o geram de forma automática,
mas os melhores resultados são obtidos no
trabalho guiado e ajustado pelo operador.
É muito utilizado para a geração de curvas de
nível.
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Mosaico de Ortofotos
Também chamado de ortomosaico, este é
provavelmente o produto mais utilizado dos
aerolevantamentos com drones.
Tem altíssima resolução quando comparado com
imagens de satélite e permite uma visualização
detalhada e atualizada da área mapeada.
Pode ser obtido poucas horas após a realização
do voo.
Ortomosaico de uma área 
de pastagem no Goiás. 
Trabalho do autor.
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Índices de Vegetação
É um produto resultante de pós processamento
sobre o ortomosaico.
O valor do pixel da imagem é recalculado a partir
de uma equação matemática, resultando em uma
imagem que normalmente é utilizada para
realçar fenômenos que se deseja identificar
e/ou mensurar na imagem.
Existem dezenas de índices, o mais comum na
área agrícola é o NDVI.
Índice RGB de uma área de 
pastagem. Trabalho do autor.
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Modelo Digital Texturizado (3D)
A partir da nuvem de pontos é possível recriar
digitalmente aquilo que foi mapeado/imageado
com o drone.
Com o modelo digital criado pode-se aplicar uma
“textura” colorida sobre o modelo, recriando o
ambiente com as formas e cores do original.
O resultado é muito parecido com os cenários
que vemos nos jogos atuais e tem diversos usos
em engenharia.
Modelo 3D do Teatro na UFAC em Cruzeiro do Sul. Trabalho do autor.
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COMO ISSO É 
FEITO?
Como isso é feito?
O processo se baseia normalmente na utilização
do drone para se fazer um levantamento
aerofotográfico de uma área que se pretende
mapear.
Se estas fotografias forem feitas com o drone em
diferentes posições e se as fotografias tiverem
uma taxa de sobreposição suficiente, um
software de fotogrametria consegue, a partir das
fotos, recriar um modelo 3D do terreno que foi
mapeado e a partir daí o restante dos produtos
digitais.
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Na verdade o processo fotogramétrico é bastante
complexo, mas o desenvolvimento dos softwares
de fotogrametria simplificou muito a geração dos
produtos.
Na prática estes softwares identificam pontos
que consideram idênticos em mais de uma
fotografia e calculam sua posição estimada no
terreno, atribuindo para cada ponto coordenadas
X, Y e Z.
São gerados muitos pontos, o que se denomina
de nuvem de pontos.
Apesar de parecer um objeto sólido, nesta etapa tem-se 
apenas pontos coloridos soltos no espaço tridimensional.
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https://cursos.profrafaelcalderon.com.br/treinamentos?utm_content=ebook03Se as fotografias tiverem coordenadas
conhecidas, elas serão utilizadas para dar escala
e posição aos produtos gerados.
Daí vem parte da praticidade de se realizar o
mapeamento com drones. Eles geralmente
marcam as fotografias feitas com uma
coordenada geográfica obtida pelo GPS do
próprio drone.
Assim, produtos digitais feitos a partir das
fotografias de um drone já são primariamente
georreferenciados.
O programa automaticamente 
identifica a posição de cada fotografia 
a partir de sua posição GPS.
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Os drones mais comuns do mercado não
possuem GPS de alta precisão, mas mesmo
assim, a precisão posicional dos produtos
gerados é normalmente equivalente ou
superior à encontrada no Google Earth, o que
é suficiente para inúmeras aplicações práticas.
Cabe destacar que para trabalhos onde se
exigem acurácia centimétrica, é necessário o
uso de técnicas específicas, mas mesmo
assim, pode-se realizar o mapeamento com
drones comuns.
Ortomosaico sendo 
visualizado no 
Google Earth Pro
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QUAL DRONE 
UTILIZAR?
Qual Drone utilizar?
Existem modelos de drones especialmente
projetados para mapeamento. Entretanto, não é
necessário sequer que seu drone seja um modelo
profissional.
Muitos trabalham profissionalmente utilizando um
DJI Mavic Air.
Contudo, os modelos profissionais apresentam
diversas vantagens, como: maior capacidade de
mapeamento, maior resistência e durabilidade,
além de maior segurança de operação em
condições adversas.
O DJI Mavic Air é um drone 
pequeno capaz de gerar 
resultados profissionais.
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Sempre recomendo que se tente realizar o
mapeamento de teste com o drone que você tiver
disponível.
Mas se você ainda for comprar um drone,
especialmente se sua intenção for para trabalhar
com ele, recomendo que estude bastante e peça
o conselho de algum profissional que atua na
área.
Comprar um drone abaixo de suas expectativas é
ruim, da mesma forma que investir
desnecessariamente em um modelo caro que
você irá usar pouco.
O DJI Phantom 4 PRO é amplamente 
utilizado para mapeamento 
profissional atualmente.
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SEU PRIMEIRO 
MAPEAMENTO, 
PASSO A PASSO
Certifique-se de que o controle remoto, seu celular
ou tablet (o que você usa com seu drone), e as
baterias do drone estejam totalmente
carregados.
Escolha um lugar seguro e sem obstáculos
altos para seu primeiro mapeamento, e de
preferência uma área rural sem torres ou rede
elétrica de alta tensão (causam interferência).
Escolha uma área pequena para começar.
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Você deve escolher uma altura adequada para
realizar o voo, de forma que seu drone esteja
visível para você durante todo o voo.
Imagine uma área quadrada sobre o local a ser
mapeado e leve o drone para um dos cantos deste
quadrado. Lá você irá iniciar seu levantamento
aerofotográfico com a câmera do drone apontada
diretamente para o solo.
Faça os voos em linhas, uma ao lado da outra,
até ter fotografado toda a área.
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Para que o software de fotogrametria consiga
realizar seu trabalho, é necessário que haja uma
grande quantidade de recobrimento entre as fotos,
como no exemplo abaixo.
O ideal está por volta dos 70% de recobrimento,
tanto frontalmente, entre uma foto e a seguinte,
quanto lateralmente, entre as linhas de voo.
Manualmente é impossível conseguir isso, mas
basta você fazer o seu melhor.
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Mas é sempre assim? Não. Existem diversos
aplicativos para automatizar a tarefa de pilotagem
e fotografia para o levantamento aerofotográfico
com um drone, o mais famoso deles provavelmente
é o APP DroneDeploy, que tem versões para IOS e
Android.
Para meus alunos eu sempre ensino primeiro o
mapeamento RAIZ, sem APPs, para que eles
entendam a base da técnica e assim tenham uma
base melhor.
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Faça este seu primeiro mapeamento da melhor
forma que puder. Em caso de dúvida, mais fotos e
mais recobrimento é melhor que menos fotos e
menos recobrimento.
Quanto mais imagens e maior o recobrimento entre
elas, para o programa poder trabalhar, melhor.
Nos seus próximos mapeamentos você poderá
utilizar um APP, caso seu drone seja compatível.
Observe que o mesmo prédio aparece em diversas fotografias.
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Após o voo, transfira as fotos originais, do cartão
de memória de seu drone, para uma pasta em seu
computador ou drive virtual e coloque em uma
pasta separada apenas as fotografias do
mapeamento, sem fotos mostrando o horizonte,
etc.
Devemos enviar para o processamento, neste
exercício, apenas as fotografias feitas com a
câmera apontada para baixo. Fotos contendo o
horizonte devem ser evitadas.
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PROCESSANDO 
E GERANDO OS 
PRODUTOS
É através de correto processamento em softwares
especializados que as fotografias serão
transformadas nos produtos digitais
georreferenciados.
Este processamento pode ser feito diretamente
nos programas de fotogrametria como:
Metashape, Pix4D ou no OpenDroneMap, que é
gratuito.
Outra forma, que considero muito interessante, é
utilizando plataformas (sites) para terceirizar o
processamento.
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Estes serviços online de processamento são
pagos, mas geralmente oferecem um período
gratuito para teste.
É a forma mais prática de se conseguir
resultados profissionais sem ter de se tornar
especialista em fotogrametria digital.
Neste nosso exercício eu irei recomendar a
utilização do site dronedeploy.com para o
processamento.
O autor não tem qualquer ligação com a empresa DroneDeploy.
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Após você realizar um ou mais voos de
mapeamento, faça seu registro no site
dronedeploy.com e utilize o período de teste de
14 dias para processar os seus
mapeamentos.
Após este período você não poderá fazer o
download dos resultados, então recomendo que
você o faça dentro do período gratuito.
Você irá ficar surpreso com os resultados. Eu
fiquei...
O autor não tem qualquer ligação com a empresa DroneDeploy.
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É um processo simples:
1) Você se registra no site;
2) Cria um projeto;
3) Faz o upload das imagens;
4) Em poucas horas o site faz o trabalho;
5) Você verifica os resultados no site;
6) Faz o download dos resultados.
Área de trabalho de mapeamento no site DroneDeploy.com
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E se você não conseguir?
Bem, não se preocupe! Vá até meu canal no
YouTube que lá você encontrará diversos
tutoriais mostrando como se faz.
Também tenho aulas gratuitas que você pode
acessar se registrando no site:
https://aulas.drone.pro.br
Caso queira um curso mais completo, com
certificado e suporte ao aluno, no momento
mantenho alguns que podem lhe interessar.
cursos.profrafaelcalderon.com.brhttps://www.youtube.com/channel/UCk1rN3OhQN-EilHmHSbyGJA?utm_content=ebook03
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https://aulas.drone.pro.br/?utm_content=ebook03
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ONDE 
APRENDER A 
MAPEAR COM 
DRONES?
Eu tenho um treinamento chamado Drone
Mapper, que é um curso criado para iniciantes,
que tenham ou não um drone.
É um curso de entrada, que está em uma
plataforma de Educação à Distância (EAD) e
que fornece muita praticidade e segurança para
os alunos.
O acesso é restrito aos alunos do curso e lá você
poderá fazer download de materiais de apoio,
receber suporte e assistir às aulas em vídeo.
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https://cursos.profrafaelcalderon.com.br/drone-mapper?utm_content=ebook03
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Também tenho um curso avançado, chamado
Drone Mapper Advanced, que é focado em
técnicas mais avançadas de mapeamento e
processamento de imagens de drones.
É um curso direcionado para profissionais que
pretendem efetivamente trabalhar na área.
Como as aulas são mais complexas, um bom
sistema de suporte e tira dúvidas é essencial. Eu
mesmo atendo às dúvidas dos alunos.
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https://cursos.profrafaelcalderon.com.br/drone-mapper-advanced?utm_content=ebook03
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LEGISLAÇÃO
Desde 2017 a atividade comercial de drones está
regulamentada no Brasil, de forma que
atualmente não existem impedimentos legais ao
uso profissional deste equipamento, desde que
feito na forma da lei.
Recomendo que você consulte as normas
vigentes atualmente, principalmente as da
ANAC e do DECEA.
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https://www.anac.gov.br/assuntos/paginas-tematicas/drones
https://www.decea.gov.br/drone/
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42
MENSAGEM AO 
LEITOR
43
MENSAGEM AO LEITOR
Gostaria de dizer que é possível trabalhar profissionalmente utilizando
diversos modelos de drones mais baratos e acessíveis.
Um exemplo seria o DJI Mavic Air, que é utilizado por profissionais.
O mercado também está repleto de modelos usados mas em excelentes
condições de trabalho. Muitos profissionais ainda trabalham com modelos
que já saíram de linha, e estão muitos satisfeitos. Drones como os
Phantom 3 e 4, bem como os Mavic mais antigos são perfeitamente
adequados. Se você já tiver um drone, comece com ele!
Se você gostou, ficou confuso com alguma coisa, ou mesmo se não
gostou ou se encontrou informação incorreta neste eBook, por favor, me
avise! Será muito importante para a melhoria do meu trabalho e eu ficarei
verdadeiramente agradecido.
Meu email: calderon@profrafaelcalderon.com.br
Investi um bom tempo preparando este material e optei por disponibilizá-lo
gratuitamente porque eu realmente acredito que precisamos compartilhar
informação e boas práticas para que o setor se desenvolva bem, criando
empregos, novos negócios e assim, melhore a vida das pessoas.
Se você acredita que este eBook te ajudou de alguma forma, passe
adiante! Compartilhe com outras pessoas!
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44
SOBRE O AUTOR
Eu nasci em Brasília, em 1977. Aos oito anos de idade minha família se
mudou para o interior do município de Unaí, no Noroeste do estado de
Minas Gerais, região produtora de feijão, soja, milho e algodão.
Em 1996 retornamos para Brasília e eu iniciei meus estudos no curso de
Engenharia Florestal na Universidade de Brasília.
Me formei e em seguida cursei o Mestrado em Ciências Florestais no
mesmo departamento, estudando as exportações brasileiras do setor.
Em 2005 prestei concurso público para a Universidade Federal do Acre, e
tomei posse no dia do meu aniversário 11/11/2005, um grande presente!
Na época a Universidade estava implantando alguns cursos novos no
Campus da cidade de Cruzeiro do Sul, no interior do Estado, e eu era um
dos professores que teria a missão de iniciar o curso de Engenharia
Florestal.
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45
Em 2013, após concluir o Doutorado, período no qual se fica muito focado
em seu objeto de estudo, minha atenção se voltou para a necessidade de
Inovação Tecnológica na Universidade e foi assim que iniciei meus
estudos com drones, que naquela época já começavam a aparecer nas
mídias mais populares como uma tecnologia inovadora e de futuro
promissor em diversas áreas.
Em 2014, sem condição de conseguir financiamento para a aquisição dos
equipamentos disponíveis no mercado, devido ao seu alto custo, iniciamos
os trabalhos na Universidade visando o desenvolvimento de protótipos de
baixo custo que atendessem às necessidades dos trabalhos de pesquisa.
Ao custo de muito estudo e testes, conseguimos nossos primeiros
resultados positivos em 2016, tendo fabricado e testado com sucesso um
Drone de Asa Fixa que realizou dois voos de mapeamento sobre o
Campus da Universidade.
No Ano seguinte, adquirimos um Phantom 4 Pro, da fabricante chinesa
DJI. Àquela altura, já era possível adquirir no mercado brasileiro drones
confiáveis e de qualidade profissional por um preço 10 vezes menor que
em 2014. Desde então tenho me dedicado ao estudo das novas
aplicações de drones que surgem todos os dias e às possibilidades de
negócios viabilizados por esta tecnologia, principalmente na área das
Ciências Agrárias e Ambientais, Topografia e Engenharias.
Enquanto docente, sou responsável aqui no Campus pelas disciplinas de
Administração e Economia Rural no curso de Engenharia Agronômica e
pelas disciplinas de Economia e Comercialização Florestal e
Planejamento e Administração Florestal, para o curso de Engenharia
Florestal.
03/02/2016, Cruzeiro do Sul, Acre 
Registro do primeiro dia de voo de um de nossos protótipos. Equipe "A" 
composta por: Minha esposa, eu, e meus filhos: Júlia, Lipe e Duda.
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47
AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer à
Universidade Federal do
Acre, aos estudantes que
participaram do projeto ao
longo dos anos e às
instituições que lhes
forneceram bolsas de
Iniciação Científica e/ou
Extensão, cujo apoio foi
muito importante, permitindo
que esses estudantes
pudessem se dedicar ao
estudo desta nova
tecnologia, que tenho
certeza, será muito
importante no futuro
profissional de cada um
deles. A todos eles, meus
agradecimentos!
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