Proposta metodológica para a obtenção de aerolevantamento de baixo custo por VANT’S, com ausência de referencias físicas

Abstract

O interesse por Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT’s) tem crescido rapidamente e as aplicações têm se disseminado nas mais diferentes áreas com finalidades diversas. Atualmente, o Brasil e outros países trabalham no desenvolvimento para diferentes mercados, destacando a agricultura, mapeamento urbano e igualmente na área da mineração. Especificamente para a área de cartografia e mapeamento, o aperfeiçoamento dos programas de restituição digital e dos sensores aerotransportados em VANT’s, bem como o avanço da própria tecnologia deste tipo de aeronave são os principais motivos do crescimento do uso desta ferramenta na área de topografia e modelagem com aplicações na mineração. As tecnologias empregadas evoluíram consideravelmente, como o caso dos sistemas autônomos, que se tornam cada dia mais confiáveis e sofisticados. O objetivo da presente pesquisa é desenvolver uma metodologia que proporcione agilidade e rapidez durante o levantamento de campo, garantindo precisão aos produtos gerados a partir da restituição de aerofotos digitais capturadas por câmeras embarcadas em VANT’s de pequeno porte. A técnica propõe a geração de modelos digitais de elevação (MDEs) capazes de dar suporte ao cálculo de volumes de avanço em cavas de minas sem o auxílio de pontos de controle em solo. A proposta utiliza aeronaves de pequeno porte com a introdução de um dispositivo externo com um receptor de dupla frequência que armazene dados brutos e que, posteriormente, permitirá corrigir com uma base em solo, técnica conhecida com Post Process Kinematic (PPK). Para validar os resultados, foram realizados testes para comprovar a precisão, a acurácia e a não tendenciosidade das discrepâncias posicionais planimétricas e altimétricas, utilizando pontos amostrais coletados em solo através do método relativo estático rápido. A metodologia demonstrou, nas validações de coordenadas e posicionamento dos levantamentos, precisão centimétrica e uma redução significativa no tempo de levantamentos aerofotogramétricos com drones, reduzindo, ou mesmo, eliminando a necessidade de coleta de dados de campo.

The interest in Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has grown quickly and the applications have spread in the most different areas for different purposes. Currently, Brazil and other countries are working on development for different markets, highlighting agriculture, urban mapping and also in the mining area. Specifically for the area of cartography and mapping, the improvement of digital restitution programs and airborne sensors in UAVs, as well as the advance of its own technology of this kind of aircraft are the main reasons for the growth in the use of this tool in the area of topography and modeling with mining applications. The technologies used evolved considerably, like in the case of autonomous systems, which are becoming reliable and sophisticated. The objective of this research is to develop a methodology that ensures agility, speed and precision in products generated from the restitution of digital aerial photos captured by cameras on board of small UAVs. This practice will allow the generation of Digital Terrain Models (DTMs) capable of supporting the calculation of advance volumes in mine pits without the aid of soil control points. The study proposal contemplates the development of a methodology for aerophotogrametric surveys with small aircrafts with the introduction of an external device with a simple frequency receiver that it stores raw data and that later it allows to correct with a base on soil, a technique known as Post Process Kinematic (PPK). In order to validate the results, tests will be done to prove the precision, accuracy and non-bias of positional planimetric and altimetric discrepancies, using sample points collected on the soil through the fast-static relative method and compound geometric leveling. The methodology in question represents the capture of coordinates and positioning of surveys with a centimeter accuracy and a significant reduction at the time of aerophotogrammetric surveys with Unmanned Aerial Vehicles, reducing or even eliminating the need to collect field data.