Cópia de E-book Mapeamento Aéreo com Drones Aplicado a Topografia

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A Mapear é uma empresa de engenharia liderada por mulheres que através de uso de drones combinado a fo-
togrametria oferece as mais diversas soluções e de maneira personalizada.
Nosso objetivo é melhorar as decisões estratégicas de nossos clientes através de dados qualitativos e quanti-
tativos extraídos de mapas digitais inteligentes.
Realizamos inicialmente o diagnóstico de quais são as dificuldades onde podemos auxiliar o empreendedor, 
etapa imprescindível, para então oferecer um resultado que de fato traga respostas corretas.
Além disso, construímos mapas de aplicações personalizados onde mostramos as portas que podem ser aber-
tas com a introdução de produtos gerados por drones visando a otimização processos produtivos, produtos 
e tomadas de decisão. com a sólida experiência da equipe e agilidade de entrega atendemos todo o Brasil em 
diferentes ramos do mercado.
É comum nos assustarmos com o novo, quando estamos acostumados a passar anos fazendo a mesma coisa e da mesma maneira.
 
Para os profissionais da área de topografia o avanço apresentado com a tecnologia dos drones foi assustador, pois saímos de um 
dia todo de campo debaixo de um sol escaldante e andando quilômetros com uma estação total, para 30 minutos debaixo da 
sombra esperando o equipamento finalizar o voo. 
Não que a topografia não tenha evoluído, quem está no ramo a mais tempo viveu a troca do teodolito pela estação total e isso já 
foi um avanço considerável, tendo em vista a dificuldade que era anotar ângulos e distâncias e dar conta de todos aqueles papéis 
nivelando um tripé. Depois surgiram as estações que realizam medições sem prisma e mais recentemente as estações robóticas.
É impossível afirmar que a topografia convencional está acabada. Na locação por exemplo, é essencial aplicarmos essa ciência. Mas 
com toda certeza o drone veio para agregar valor a cartografia que estava tão escondida em meio a tantos outros tópicos da enge-
nharia. Nenhum dos métodos é superior ao outro, cada abordagem tem um papel apropriado, dependendo da natureza dos dados, 
objetivo da análise, tempo e custo do projeto
Pelo baixo custo e fácil acesso, podemos assegurar que os drones mudaram todos os paradigmas que tínhamos com a relação: 
qualidade x agilidade. Na MAPEAR, utilizamos o BATMAP I que em 1h30 e com apenas 1 profissional em campo já é possível mapear 
1200ha, alcançando um GSD de 10 cm, que já é o suficiente para trabalhar e atender diversas necessidades do mercado.
Quanto aos produtos gerados a partir da fotogrametria com drones, o escopo abrange desde o mosaico até o modelo tridimensio-
nal, que possibilita ter uma visão privilegiada de toda área de interesse sem sair da frente do computador, além das possibilidades 
de cálculos e estudos de relevo.
 
Não restam dúvidas que essas ciências se complementam para estabelecer a harmonia do conjunto, do qual resultam as plantas, 
as cartas e os mapas, produtos denominados tematicamente de topográfico.
Pensando em demonstrar todo esse processo, executamos um projeto de mapeamento aéreo com drones em uma fábrica e gera-
mos alguns produtos cartográficos. No transcorrer desse ebook apresentamos a metodologia aplicada e os resultados obtidos.
INTRODUÇÃO
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É comum nos assustarmos com o novo, quando estamos acostumados a passar anos fazendo a mesma coisa e da mesma maneira.
 
Para os profissionais da área de topografia o avanço apresentado com a tecnologia dos drones foi assustador, pois saímos de um 
dia todo de campo debaixo de um sol escaldante e andando quilômetros com uma estação total, para 30 minutos debaixo da 
sombra esperando o equipamento finalizar o voo. 
Não que a topografia não tenha evoluído, quem está no ramo a mais tempo viveu a troca do teodolito pela estação total e isso já 
foi um avanço considerável, tendo em vista a dificuldade que era anotar ângulos e distâncias e dar conta de todos aqueles papéis 
nivelando um tripé. Depois surgiram as estações que realizam medições sem prisma e mais recentemente as estações robóticas.
É impossível afirmar que a topografia convencional está acabada. Na locação por exemplo, é essencial aplicarmos essa ciência. Mas 
com toda certeza o drone veio para agregar valor a cartografia que estava tão escondida em meio a tantos outros tópicos da enge-
nharia. Nenhum dos métodos é superior ao outro, cada abordagem tem um papel apropriado, dependendo da natureza dos dados, 
objetivo da análise, tempo e custo do projeto
Pelo baixo custo e fácil acesso, podemos assegurar que os drones mudaram todos os paradigmas que tínhamos com a relação: 
qualidade x agilidade. Na MAPEAR, utilizamos o BATMAP I que em 1h30 e com apenas 1 profissional em campo já é possível mapear 
1200ha, alcançando um GSD de 10 cm, que já é o suficiente para trabalhar e atender diversas necessidades do mercado.
Quanto aos produtos gerados a partir da fotogrametria com drones, o escopo abrange desde o mosaico até o modelo tridimensio-
nal, que possibilita ter uma visão privilegiada de toda área de interesse sem sair da frente do computador, além das possibilidades 
de cálculos e estudos de relevo.
 
Não restam dúvidas que essas ciências se complementam para estabelecer a harmonia do conjunto, do qual resultam as plantas, 
as cartas e os mapas, produtos denominados tematicamente de topográfico.
Pensando em demonstrar todo esse processo, executamos um projeto de mapeamento aéreo com drones em uma fábrica e gera-
mos alguns produtos cartográficos. No transcorrer desse ebook apresentamos a metodologia aplicada e os resultados obtidos.
OBJETIVO
 Apresentar os benefícios do uso de imagens aéreas, toma-
das através dos drones, na topografia tradicional e as possibili-
dades dos produtos cartográficos gerados por esse processo. 
A palavra fotogrametria é formada da junção de três palavras 
de origem grega (photon – graphos – metron), tendo o seguinte 
significado: luz, descrição e medida.
Segundo a Sociedade Americana de Fotogrametria, Fotogra-
metria é a arte e a ciência de realizar medições precisas por 
meio de fotografia aérea. Surgiu em 1849 na França sobe o co-
mando do coronel Aimé Laussedat, considerado o pai da foto-
grametria.
FOTOGRAMETRIA
Quanto a participação instrumental, passou pela fase analógi-
ca, onde os dados de saída eram os fotolitos, teve a fase analí-
tica com a chegada dos computadores e por fim a era digital, 
onde todo o processo é feito de forma digital sem a necessida-
de de filmes fotográficos e fotolitos.
 
A vantagem dessa ciência está em não precisar tocar o objeto 
para medi-lo, a aquisição dos dados é rápida, os fotogramas 
apresentam grande quantidade de informações semânticas e 
geométricas, a precisão pode ser aumentada se acordo com 
as necessidades de cada projeto e as superfícies complicadas 
podem ser facilmente determinadas com a densidade de 
pontos desejada.
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TOPOGRAFIA
A palavra Topografia deriva das palavras gregas "topos" (lugar) e "graphen" (descrever), o que significa, a descrição exata e minu-
ciosa de um lugar. É a base de qualquer projeto e de qualquer obra realizada.
Com a exigência de instrumentos e métodos de medidas mais sofisticados, o desenvolvimento da topografia foi intenso, chegando 
nos dias atuais ao GPS, que utiliza sinais emitidos por satélites artificiais, permitindo de maneira rápida e precisa a determinação 
de pontos situados em qualquer região da superfície terrestre.
A definição dessa superfície, se dá pelo levantamento topográfico, que pode ser dividido em planimétrico, que é a representação 
bidimensional (coordenadas x e y) do terreno e o altimétrico, onde as feições além de serem projetadas no plano horizontal 
também terão sua representação num plano de referência vertical, formando a representação tridimensional (coordenadas x, y e 
z). A junção desses dois tipos de levantamento é classificada como sendo levantamento Planialtimétrico.
DRONES NA TOPOGRAFIA
Toda solução tecnológica surge de alguma limitação e nãofoi diferente com a adaptação dos drones na topografia. Com a utiliza-
ção dos drones é possível realizar voos abaixo das nuvens, implicando numa distância menor entre a aeronave e o solo, ao contrário 
da aeronave tripulada e de satélites. Assim, os drones proporcionam maior detalhamento do solo gerando possibilidades e produ-
tos únicos.
Na fotogrametria, as imagens aéreas são muitas vezes confundidas com os produtos cartográficos, por isso é importante destacar 
que as imagens são os dados de entrada e o mapa é o resultado final.
Quanto aos dados levantados em campo, da mesma forma que geramos os pontos irradiados com a estação total, os drones 
geram as nuvens de pontos que fazem o mesmo papel da irradiação, porém o nível de detalhamento é muito maior. A proporção 
é de 1500 vezes mais pontos que a topografia convencional.
No mapeamento aéreo com drones manteve-se os pontos de controle em campo, porém organizados de maneira diferente. O 
usual na topografia convencional é partir de dois pontos de coordenadas conhecidas, fazer o caminhamento da poligonal e fechar 
em dois pontos com coordenadas conhecidas e através desses pontos realizar as irradiações, poligonal secundária e pontos auxi-
liares.
Já na fotogrametria com drones, os pontos de controle também são responsáveis por medir a acurácia dos produtos gerados e ge-
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orreferenciar o terreno, porém também cumprem o 
papel de “ligar” os modelos, assim são dispostos de 
forma a cobrir toda área de interesse, inclusive nos 
cantos das imagens e mudança no relevo.
Toda solução tecnológica surge de alguma limitação e não foi diferente com a adaptação dos drones na topografia. Com a utiliza-
ção dos drones é possível realizar voos abaixo das nuvens, implicando numa distância menor entre a aeronave e o solo, ao contrário 
da aeronave tripulada e de satélites. Assim, os drones proporcionam maior detalhamento do solo gerando possibilidades e produ-
tos únicos.
Na fotogrametria, as imagens aéreas são muitas vezes confundidas com os produtos cartográficos, por isso é importante destacar 
que as imagens são os dados de entrada e o mapa é o resultado final.
Quanto aos dados levantados em campo, da mesma forma que geramos os pontos irradiados com a estação total, os drones 
geram as nuvens de pontos que fazem o mesmo papel da irradiação, porém o nível de detalhamento é muito maior. A proporção 
é de 1500 vezes mais pontos que a topografia convencional.
No mapeamento aéreo com drones manteve-se os pontos de controle em campo, porém organizados de maneira diferente. O 
usual na topografia convencional é partir de dois pontos de coordenadas conhecidas, fazer o caminhamento da poligonal e fechar 
em dois pontos com coordenadas conhecidas e através desses pontos realizar as irradiações, poligonal secundária e pontos auxi-
liares.
Já na fotogrametria com drones, os pontos de controle também são responsáveis por medir a acurácia dos produtos gerados e ge-
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orreferenciar o terreno, porém também cumprem o 
papel de “ligar” os modelos, assim são dispostos de 
forma a cobrir toda área de interesse, inclusive nos 
cantos das imagens e mudança no relevo.
ÁREA DE ESTUDO
Com o intuito de promover a topografia com drones, fizemos todo o processo de topografia e regularização de matrícula de uma 
fábrica que usualmente usa a topografia como método básico para suas atividades.
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PLANEJAMENTO
A área voada foi de 37,32 hectares. Tal extrapolação ocorreu, pois, as regiões centrais por conterem mais imagens sobrepostas 
apresentam maior qualidade, assim a área de interesse se mantém na região central. Também foi feito um voo obliquo complemen-
tar para gerar o Modelo Tridimensional. No planejamento do voo foi aplicada sobreposição lateral de 80% e longitudinal 80%. 
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Quando são utilizados pontos de apoio, através do GSD escolhido, 4 cm, é possível estimar a acurácia posicional dos produtos 
finais a partir da seguinte regra:
Planimétrica (X e Y) = 1 a 1,5 x GSD = 1 a 1,5 x 4 cm = 4 a 6cm
Altimétrica (Z) = 2 a 3 x GSD = 2 a 3 x 4 cm = 8 a 12 cm
Obs.: Esses valores são uma média podendo os resultados finais estarem fora do intervalo, mas não com uma alta discrepância.
EQUIPAMENTOS
Possui um conjunto de câmeras/sensores utilizados para mapear o ambiente ao redor do aparelho, com o intuito de de-
tectar e impedir o impacto do drone em objetos.
As imagens são exibidas em tempo real no tablet ou smartphone conectado ao rádio-controle, mas também são grava-
das em um chip de memória no próprio multicóptero. O drone é equipado com um dispositivo para estabilização das ima-
gens por meio de campo eletromagnético, mantendo a câmera equilibrada e estável, mesmo em velocidade e com ventos 
fortes. O aplicativo também permite controlar a exposição e a velocidade do obturador, como em uma câmera profissio-
nal, além de possuir o modo automático.
PHANTON 4
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Receptor GNSS com 226 canais para rastreamento das constelações GPS e GLONASS nas portadoras L1/L2/ L2C e SBAS, 
memória interna e removível através de cartão SD Card de 8 GB, precisão horizontal de 3mm + 0.1 ppm e vertical de 
3.5mm + 0.4 ppm para levantamento estático e rápido estático, precisão RTK horizontal de 10mm + 1ppm e vertical de 
15mm + 1ppm e resistente à água e poeira na classificação IP67, e a quedas de até 2 metros.
GPS RTK HIPER V
SOFTWARES
Tem a capacidade de geração de dados espaciais em 3D para utilização em aplicações de SIG/SIS (Geographic Informa-
tion System), documentação de patrimônio cultural, produção de efeitos visuais (utilização em publicidade) e medições 
de objetos em diversas escalas. Permite gerar ortofotos georreferenciadas de alta resolução, além de modelos digitais de 
elevação (MDE) detalhados e/ou modelos poligonais texturizados.
AGISOFT PHOTOSCAN - VERSÃO 1.3.3.48
Com o sistema de interpolação, disponibilizado juntamente com o modelo, os usuários podem obter a altura geoidal em 
um ponto ou conjunto de pontos do território nacional a partir das suas coordenadas planimétricas.
MAPGEO 2015 – MODELO DE ONDULAÇÃO GEOIDAL
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DroneDeploy é uma plataforma de software em nuvem para mapeamento de drones e modelagem em 3D. O aplicativo 
gratuito DroneDeploy fornece captura de dados e vôos automáticos e permite que explore e compartilhe mapas interati-
vos de alta qualidade no campo diretamente do seu dispositivo móvel. 
DRONEDEPLOY
Avançado software de processamento e de ajustamento de dados de campo, permitindo a sua instalação em forma 
autônoma, ou como sistema Add-on dos produtos AutoCAD. Principais funções: Importação, processamento e ajusta-
mento de dados GNSS estáticos e rápido estáticos, importação e ajustamento de dados de levantamento RTK, processa-
mento e ajustamento de GPS e Glonass L1/L2.
MAGNETIC OFFICE TOOLS
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O Civil 3D é um software da linha AutoCAD, desenvolvida pela Autodesk, voltado para elaboração e análise de projetos 
nos mais diversos ramos da engenharia civil. Além de possuir todas as funcionalidades do AutoCAD, o Civil 3D possui 
uma gama de ferramentas exclusivas que permitem ao usuário desenvolver, com facilidade, projetos na área de trans-
portes, SIG e inúmeras aplicações envolvendo áreas ligadas ao meio ambiente, como análise de bacias hidrográficas e es-
tudos hidráulicos e hidrológico.
AUTOCAD CIVIL 3D
EQUIPE
Foi necessário apenas uma pessoa em campo. O local era fechado e de acesso restrito, assim os equipamentos estiveram sempre 
em segurança, não sendo necessário um outro profissional acompanhar. Com isso o custo operacional foi reduzido, sem prejuízos 
em qualidade e tampouco aumento nos dias de execução.
EXECUÇÃO EM CAMPO
COLETA DOS PONTOS DE CONTROLE: Como a RBMC mais pró-
xima de Maceió é a ALAR 93237 localizada em Arapiraca - AL. 
Optamos por instalar a base dentro da fábrica e percorrer os 
demais pontos com o Rover no modo RTK. 
O tempo de coleta da Base foi de 2 horas, suficiente para garantir 
a qualidade do processamento. A coleta do restante dos pontos 
durouem média 3 minutos (sem contar o deslocamento de um 
ponto para outro) para demarcação do ponto e fixação do sinal. 
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VÔO: Os voos foram realizados entre as 10:00h e 14:00h para que o 
efeito de sombra das construções fosse minimizado. O sombrea-
mento pode acarretar perda de informação no mosaico e interferin-
do diretamente na vetorização das feições.
Foram feitos 4 voos de aproximadamente 16 minutos cada, produ-
zindo 1.200 imagens. Também foi realizado o vôo oblíquo para pos-
terior geração do modelo tridimensional da fábrica. No vôo oblíquo 
as imagens são capturados em volta das estruturas assim é possível 
garantir a qualidade das laterais dos objetos no modelo 3D. 
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EXECUÇÃO EM ESCRITÓRIO
No Software Agisoft PhotoScan, foi realizado o processamento de 1239 imagens totalizando 22 horas de tempo de máquina. O 
GSD final, após o processo de ortoretificação foi de 3,5 cm. Comparando a um muro de divisa de um lote, por exemplo, que tem 
em média 25 cm, a resolução espacial final (Nível de detalhamento) alcançada, com o processamento das imagens aéreas atende 
perfeitamente os critérios de precisão cartográfica e permite manter as características reais de cada feição vetorizada.
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ANÁLISE DE QUALIDADE POSICIONAL
Os pontos de verificação ou check points são os indicadores de qualidade do projeto, sua função é controlar a qualidade da aero-
triangulação mediante o cálculo da discrepância entre a coordenada estimada (aerotriangulada) e a coordenada conhecida (de-
terminada pelo levantamento de campo). Analisando a tabela abaixo retirada do relatório do processamento aerofotogramétrico, 
o resultado final obtido a partir do RMS (Erro Médio Quadrático) dos 12 pontos de verificação usados neste projeto foi de 4,75 cm 
para planimetria e 5,98 cm na altimetria. Esse resultado é considerado excelente pois é um erro próximo ao GSD do projeto, que 
no final chegou em 3,51 cm. 
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MODELO DIGITAL DE SUPERFÍCIE
 (MDS)
MODELO DIGITAL DO TERRENO
 (MDT)
CURVAS DE NIVEL NUVEM DE PONTOS
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MOSAICO DE ORTOFOTOS
Na imagem da direita a baixo podemos ver o ortofotomosaico dividido pelas linhas de corte, onde cada divisão representa um 
pedaço de uma ortofoto usado no processo de mosaicagem.
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PLANTA PLANIALTIMÉTRICA
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REGULARIZAÇÃO DE MATRÍCULA
CONCLUSÃO
Como já dissemos anteriormente os drones vieram para agregar valor às ciências cartográficas e não para substituir a topografia 
tradicional. É natural imaginarmos que tanta informação numa única imagem talvez atrapalhe o manuseio dos dados e implique 
em erros grosseiros, mas não é isso que acontece, é possível adaptar toda essa informação para cada produto que se pretende 
gerar e isolar o restante que não for necessário.
No caso do mosaico, por exemplo, existe a possibilidade de realizar medições diretas de distâncias, áreas e ângulos, já que possui 
uma escala uniforme. A grande quantidade de informações que facilita a interpretação dos dados e o processo de elaboração é 
mais rápido em comparação à uma carta topográfica além de apresentar todos os dados cartográficos da mesma.
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Outro produto muito requisitado pelo mercado é o Modelo Digital do Terreno, as curvas de nível apresentam alto grau de detalha-
mento devido a quantidade de pontos gerados. A partir dos modelos pode-se calcular:
 
 Volumes; 
 
 Áreas;
 
 Desenhar perfis e seções transversais; 
 
 Gerar imagens sombreadas ou em níveis de cinza; 
 
 Gerar mapas de declividade e exposição; 
 Gerar fatiamentos em intervalos desejados; 
 
 Perspectivas tridimensionais.
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O levantamento topográfico realizado com drones transformou semanas e meses de trabalho em alguns dias, atendendo assim 
rapidamente as necessidades do cliente sem perder a qualidade necessária. Coordenadas, distâncias e ângulos são elementos fun-
damentais para descrição de uma área e precisam de todo controle posicional que o mapeamento aéreo exige.
Pelos produtos apresentados neste ebook podemos notar a versatilidade que a topografia com drones nos traz e quantas soluções 
podem ser empregadas no ‘setor da engenharia. Por fim, aplicar a tecnologia precisamos sempre saber qual o objetivo e requisitos 
do projeto para chegar em um resultado final satisfatório e de qualidade.
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