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RELATÓRIO DE ACURÁCIA TÉCNICA

COMPOSIÇÃO E PROCESSAMENTO DE PRODUTOS

AEROFOGRAMÉTRICOS

PROJETO: Geração de bases cartográ�cas para estudos do projeto de otimização dos sistemas de macro e micro drenagem das bacias dos Ribeirões do Onça e Pampulha e córrego Cachoeirinha - (PAMCACHONÇA) BELO HORIZONTE - MG

CONTRATO: 029/2017

CLIENTE:ENGESOLO ENGENHARIA LTDA

AERODRONEBRASIL.COM

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................................. 022. ÁREA CONTRATUAL ...................................................................................................................................................... 03 2.1. LOCALIZAÇÃO .............................................................................................................................................. 03 2.2. DIMENSÕES ................................................................................................................................................... 033. FERRAMENTAS E BASES DE DADOS ........................................................................................................................ 04 3.1. SOFTWARES EMPREGADOS NO PROCESSO ...................................................................................... 04 3.2. EQUIPAMENTOS DE BASE TOPOGRÁFICA PARA COLETA DE DADOS EM SUPERFÍCIE ........ 044. PROCEDIMENTOS DE ANÁLISE ................................................................................................................................. 045. AVALIAÇÃO DE ORTOMOSAICOS E PRODUTOS CARTOGRÁFICOS .............................................................. 056. PONTOS DE APOIO EM SOLO .................................................................................................................................... 06 6.1. METODOLOGIA ........................................................................................................................................... 06 6.2. VISUALIZAÇÃO DOS PONTOS DE APOIO E COLETA DE DADOS EM SOLO .............................. 07 6.3. COORDENADAS DOS PONTOS DE APOIO UTILIZADOS ................................................................ 077. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................................................................................... 08 7.1. CONJUNTO DE DADOS ANALISADOS .................................................................................................. 08 7.1.1. IMAGENS COLETADAS ............................................................................................................. 08 7.1.2. OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DA CÂMERA .............................................................. 08 7.1.3. IMAGENS ...................................................................................................................................... 08 7.1.4. INTERPOLAÇÃO DE IMAGEM ................................................................................................ 09 7.2 RESULTADOS APURADOS ...........................................................................................................................09 7.2.1. AREA DE COBERTURA .............................................................................................................. 09 7.2.2. GSD - Ground Sample Distance ........................................................................................... 09 7.2.3. RMS - Erro Médio quadrático ................................................................................................. 09 7.2.4. PEC - Padrão de Exatidão Cartográ�ca .............................................................................. 10 7.2.5. VARIAÇÃO DOS PONTOS DE GEOLOCALIZAÇÃO ........................................................... 108. DADOS COMPLEMENTARES ....................................................................................................................................... 11 8.1. SISTEMA DE COORDENADAS ................................................................................................................... 11 8.2. IMAGEM CALCULADA / GCPs / POSIÇÕES MANUAIS DE PONTOS DE INTERPOLAÇÃO ...... 11 8.3. VISUALIZAÇÃO PREVIA DOS MODELOS DIGITAIS ............................................................................. 12 8.4. SOBREPOSIÇÃO ........................................................................................................................................... 12

ANEXOS

i. MONOGRAFIA DOS VÉRTICES IMPLANTADOS

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

02

Em cumprimento ao contrato de número 029/2017, cons�tuído em 08/06/2017, celebrado entre a Engesolo Engenharia LTDA e a Aero Drone Brasil, foram realizados levantamentos fotogramétricos com o obje�vo de obter-se produtos cartográficos finais com validação técnica e u�lização de algoritmos posteriores para analise baseado nos modelos digitais gerados pelo processo inicial de aerotriangulação, com obje�vo de geração de anteprojetos e projetos de engenharia referentes à o�mização do sistema de macro e microdrenagem das bacias dos Ribeirões do Onça e da Pampulha e do córrego Cachoeirinha.

A u�lização de Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs) tem se mostrado uma excelente solução na geração de produtos topográficos, já que dispõe de uma maior flexibilidade, menor custo operacional e por serem menos susce�veis ao erro de intervenção humana, comparado aos modelos tradicionais, uma vez que são empregados nestes processos algoritmos de ul�ma tecnologia para a geração de produtos finais.

A fotogrametria digital é caracterizada pela realização dos processos fotogramétricos em um ambiente computacional, com reconhecidas vantagens quando comparada aos processos realizados em meio analógico. Destacam-se, por exemplo, a coleta automá�ca de pontos de passagem ou de ligação; a obtenção dos parâmetros de orientação exterior de forma direta; a geração automá�ca de MDT/MDS; a geração de ortofotografias; e a junção automá�ca de fotografias para a geração do mosaico georreferenciado.

2. ÁREA CONTRATUAL

A Figura 1 - Indicação de localização dessas áreas de contrato.

Tabela 1 – Dimensões da área contratada

2.2 DIMENSÕES

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2.1. LOCALIZAÇÃO

A área urbana objeto de levantamento deste contrato, encontra-se situada em trecho da av. Cris�ano Machado entre as vias Bernardo Vasconcelos e Sebas�ão de Brito e interseção com Via-240 até a Estação São Gabriel, no município de Belo horizonte.

Considerada como área de objeto, a área poligonal, sinalizados em arquivo KML.

O processo de aerolevantamento, objeto deste contrato, se iniciaram com o planejamento dos voos aerofotogramétricos que foram executados em campo. Fator importante considerado no planejamento dos voos foi a verificação das condições atmosféricas para as datas previstas da execução dos mesmos. O trabalho de campo foi executado em três etapas:

• Na primeira etapa foi realizada a implantação dos alvos pré-sinalizados usados como pontos de apoio e de verificação. Esses alvos foram pintados sobre o solo, com o obje�vo de serem inequivocamente e facilmente iden�ficáveis nas fotografias e no ortomosaico. A forma e dimensões dos alvos pré- sinalizados seguiram as recomendações do Manual de Aerotriangulação do Ministério da Defesa (1984) e de Wolf (2004), e foram distribuídos de forma homogênea nos blocos.

• A segunda etapa realizada foi a determinação das coordenadas tridimensionais dos pontos de apoio ou verificação, u�lizando receptores de sinais GNSS. Os receptores u�lizados são classificados como geodésicos de dupla frequência; os métodos de posicionamento adotados foram o RTK (Real Time Kinema�c) e o está�co rápido. No posicionamento u�lizando o método RTK, o receptor denominado de base foi posicionado em um local de coordenadas previamente conhecidas e de maior al�tude da área de estudo de modo a facilitar a comunicação entre o receptor móvel e o receptor base em todos os pontos ocupados.

• A terceira e úl�ma etapa do trabalho de campo realizada foi a execução dos voos fotogramétricos. Os voos foram realizados em modo autônomo, sendo o VANT conduzido na linha de visada (VLOS), nas faixas previamente es�puladas, pelo programa computacional Mission Planner. Os parâmetros de orientação exterior (posição e a�tude) ob�dos de forma direta, pelo sistema inercial e GPS instalados no VANT, foram repassados para as fotografias pelo programa PostFlight.

A aerotriangulação, a geração do MDS, das ortofotografias e do ortomosaico foram realizadas no programa Pix4Dmapper.

A avaliação dos mosaicos foi realizada pela verificação da acurácia e das precisões planimétrica e al�métrica em função do PEC, classificando-os quanto à exa�dão e precisão.

3. FERRAMENTAS E BASES DE DADOS

4. PROCEDIMENTOS DE ANÁLISE

3.1 SOFTWARES EMPREGADOS NO PROCESSO

Dentre as ferramentas u�lizadas neste levantamento, se destacam: plataforma aérea de sensoriamento remoto (VANT Swinglet CAM); So�ware de planejamento de missões autônomas (Mission Planner), E-mo-�on (Electronic MOnitoring staTION), PostFlight Suit e Pix4Dmapper (processamento em base).

As bases de dados foram cons�tuídas por fotografias aéreas tomadas com uma câmera métrica acoplada ao VANT e pelos receptores de sinais GNSS.

3.2 EQUIPAMENTOS DE BASE TOPOGRÁFICA PARA COLETA DE DADOS EM SUPERFÍCIE:

Receptores geodésicos; Receptor GNSS L1L2 TOPOMAP T10 RTK integrado Indicado para levantamentos está�cos, cinemá�cos e RTK com placa Trimble BD930 com 220 canais universais capaz de receber sinais de GPS, GLONASS, GALILEO E BEIDOU. Taxas de atualização opcionais de 20 Hz. Precisão horizontal de 3mm+ 0,5ppm para levantamento planial�métrico.

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5. AVALIAÇÃO DE ORTOMOSAICOS E PRODUTOS CARTOGRÁFICOS

Tabela 02 - Valores dos erros admi�dos em uma carta com PEC Classe A, B e C.

O PEC (Padrão de Exa�dão Cartográfica) foi regulamentado no Decreto Nº 89.817 de 20 de junho de 1984, que estabelece as Instruções Reguladoras das Normas Técnicas da Cartografia Brasileira através de procedimentos e padrões a serem obedecidos na elaboração e apresentação de documentos cartográficos no território brasileiro. A norma a ser seguida em relação à exa�dão especifica.

As cartas devem obedecer ao Padrão de Exa�dão Cartográfico – PEC, segundo os critérios indicados:

1. Noventa por cento dos pontos bem definidos numa carta, quando testados no terreno, não deverão apresentar erro superior ao Padrão de Exa�dão Cartográfica, planimétrico, estabelecido;

2. Noventa por cento dos pontos isolados de al�tude, ob�dos por interpolação de curvas de nível, quando testados no terreno, não deverão apresentar erro superior ao Padrão de Exa�dão Cartográfica Al�métrico estabelecido. Padrão de Exa�dão Cartográfica é um indicador esta�s�co de dispersão, rela�vo a 90% de probabilidade, que define a exa�dão de trabalhos cartográficos. A probabilidade de 90% corresponde a 1,6449 vezes o Erro Padrão – PEC. O Erro-Padrão isolado num trabalho cartográfico, não ultrapassará 60,8% do Padrão de Exa�dão Cartográfica. As cartas, segundo sua exa�dão, são classificadas nas Classes A B e C, segundo os critérios apresentados no quadro abaixo:

05

6. PONTOS DE APOIO EM SOLO

As coordenadas tridimensionais de todos os alvos pré-sinalizados foram ob�das por posicionamento geodésico pelo método de posicionamento RTK (Real Time Kinema�c), usando um par de receptores de sinais GNSS indicado no item 3.2. Ambos os receptores, base e móvel foram configurados com taxa de gravação de um segundo.

As coordenadas da base (GNSS) foram determinadas por PPP (Posicionamento por Ponto Preciso), no site do IBGE (Ins�tuto Brasileiro de Geografia e Esta�s�ca).

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6.1. METODOLOGIA

Para a verificação da acurácia e precisão do ortomosaico produzido, foram implantados na área de estudo 17 alvos pré-sinalizados, distribuídos entre pontos de controle e pontos de checagem, denominados pontos de apoio. Esses alvos foram distribuídos por toda a área. O modelo de alvo pré-sinalizado u�lizado foi adaptado dos modelos sugeridos por Wolf (2004) e Ministério da Defesa (1984).

Os modelos usados foram círculos, com as faixas laterais, obedecendo as norma�vas sinalizadas acima. As implantações dos alvos foram realizadas nas áreas pavimentadas, sempre considerando o uso das margens das vias exploradas ou seus respec�vos acessos para que não haja problemas de recobrimento por objetos moveis durante o processo de iden�ficação dos mesmos na ortofoto, o alvo foi representado por uma circunferência com 30 cen�metros de diâmetro com faixas laterais. Na imagem os alvos foram representados por uma matriz de 3x3 pixel.

6.2. VISUALIZAÇÃO DOS PONTOS DE APOIO E COLETA DE DADOS EM SOLO

Como descrito na metodologia do item 6.1 as visualizações dos pontos de apoio sinalizados em solo foram implantadas com o obje�vo de serem inequivocamente e facilmente iden�ficáveis nas fotografias e no ortomosaico. Como demonstrado nas figuras abaixo:

Obs: Relatório de referência à pontos de apoio projetados em campo, disponíveis no anexo i

Figura 2 - Iden�ficação dos pontos de apoio em área pavimentada

6.3. COORDENADAS DOS PONTOS DE APOIO UTILIZADOS

Tabela 03 – Coordenadas conhecidas dos pontos de apoio em solo. 07

Figura 3 - Iden�ficação do processo de coleta de dados em campo

7. RESULTADOS E DISCUSSÕES

7.1. CONJUNTO DE DADOS ANALISADOS

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7.1.1. IMAGENS COLETADAS

Foram coletadas durante o processo de levantamento fotogramétrico o total de 1019 imagens, das quais 993 imagens foram calibradas e interpoladas no ponto inicial de processamento (97%).

7.1.2. OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DA CÂMERA

A diferença rela�va entre os parâmetros iniciais e os parâmetros de o�mização foram de 2,1%. Os parâmetros de distância focal são uma propriedade do sensor e da ó�ca da câmera. Isso varia com fatores como temperatura, choques, al�tude e tempo. É normal que o comprimento focal e seus parâmetros de transformação sejam ligeiramente diferentes para cada projeto, dentro de um limite aceitável, de acordo com os critérios abaixo:

7.1.3. IMAGENS

Foram iden�ficados 35.657 pontos chave por imagem. A quan�dade de pontos chave por imagem determinam a qualidade individual do conteúdo visual de cada imagem pertencente ao processamento, de acordo com os critérios abaixo:

09

7.1.4. INTERPOLAÇÃO DE IMAGEM:

Em média foram iden�ficados 12.840 pontos correspondentes entre o processo de sobreposição de imagens. A média de pontos de interpolação entre as imagens define a qualidade visual do mosaico a ser construído, pois elas determinam o valor de pontos em comum no processo de sobreposição das imagens, de acordo com os critérios abaixo:

7.2 RESULTADOS APURADOS

7.2.1. AREA DE COBERTURA

Foi apurado no processo final de aerolevantamento da área �da como objeto de contrato as dimensões indicadas na tabela abaixo. Por normalidade a área mapeada possui dimensões superiores entre 20% a 50% da área contratada inicial, esse desvio se dá pelas necessidades de eliminação em caso de iden�ficação de distorção de bordas do ortomosaico.

7.2.2. GROUND SAMPLE DISTANCE (GSD)

O GSD é uma das variáveis mais importantes e é a primeira que deverá ser definida, ela garante a resolução espacial do mapeamento, ou seja, o nível de detalhamento. A escolha do GSD influência diretamente na ni�dez do mapeamento e resolução das convenções con�das na área de análise.

GSD apurado: GSD: 3.16 cm / 1.24 in

7.2.3. RMS (Erro Médio quadrá�co)

O RMS é �do como o principal indicador no processo de aerofotogrametria, pois ele determina a acurácia final de um levantamento. O RMS ou raiz do valor quadrá�co médio é a variação média apurada de cada ponto con�do no ortomosaico nos eixos X, Y e Z., ou seja, ele determina qual o erro máximo apurado no projeto.

RMS apurado: RMS médio = 0,034 m

7.2.4. PEC - Padrão de Exa�dão Cartográfica

Como citado no item 5, os padrões de exa�dão cartográfica são classificados nas Classes A, B ou C, vide tabela 02.

A Classificação ob�da através do levantamento para a área contratada: Classe A

7.2.5. VARIAÇÃO DOS PONTOS DE GEOLOCALIZAÇÃO:

Na tabela abaixo se faz possível a análise de cada ponto georreferenciado em solo e seus respec�vos desvios no plano X, Y e Z:

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8. DADOS COMPLEMENTARES

8.1. SISTEMA DE COORDENADAS

Abaixo a tabela com os sistemas de coordenadas definido no processo de levantamento de acordo com a determinação contratual para a área mapeada:

(Cruzamentos azuis) e suas posições calculadas (cruzes verdes) na vista superior (plano XY), na frente (plano XZ) e na vista lateral (plano YZ). Deslocamento entre as posições de imagem inicial (pontos azuis) e

calculadas (pontos verdes), bem como o deslocamento entre as posições iniciais dos GCPs

8.2. IMAGEM CALCULADA / GCPs / POSIÇÕES MANUAIS DE PONTOS DE INTERPOLAÇÃO

A unificação entre o bloco rela�vo, quando a ortofoto ainda não tem um sistema de georreferenciamento aplicado e os pontos coletados em solo através do uso de equipamento geodésicos, transforma o bloco de analise em um mosaico absoluto, tornando as duas bases em uma base única.

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8.3. VISUALIZAÇÃO PRÉVIA DOS MODELOS DIGITAIS

8.4. SOBREPOSIÇÃO

Na figura abaixo, uma representação do ortomosaico indicando, por cores, em quantas fotografias a mesma área foi imageada. Nota-se que em toda área de �da como objeto deste contrato a sobreposição superou o número de 5 (cinco) imagens por pixel, isso define que um mesmo pixel da ortofoto se faz visível em ao menos 5 (cinco) imagens, garan�ndo assim uma interpolação de alto nível qualita�vo.

Número de imagens sobrepostas calculadas para cada pixel do ortomosaico. As áreas vermelhas e amarelas indicam baixa sobreposição para o qual podem ser gerados resultados ruins. As áreas verdes indicam uma sobreposição de mais de 5 imagens para cada pixel. Serão gerados bons resultados

de qualidade.

12

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REDE DE APOIO BÁSICO TERRESTE PARA GERAÇÃO DE ORTO-GEORREFERENCIAMENTO

PONTOS DE APOIO

BELO HORIZONTE2017

MONOGRAFIA DE MARCOS GEODÉSICOS

ANEXO i

CLIENTE: PROJETO:

Vértice: Aero P01 Município/UF: BELO HORIZONTE / MGData:

BRAZIL/SAD69 Aero P01Sumário do Processamento do marco: SIT_229_162953 Tipo de ponto: Ponto de apoioObservações: Classe de Nivelamento: Modelo geoidal IBGE MAPGEO 2015 V1

Distância Geodésica em referencia a base (m):

Executado por:Aero Drone Brasil LTDAwww.aerodronebrasil.com

MONOGRAFIA DOS VÉRTICES IMPLANTADOSAPOIO TERRESTRE

REDE DE APOIO BÁSICO

ENGESOLO ENGENHARIA LTDAGeração de bases cartográficas para estudo do projeto de otimização dossistemas de macro e micro drenagem das bacias dos Ribeirões do Onça ePampulha e córrego Cachoeirinha - (PAMCACHONÇA)

Sistema de Referência

Foto do Aero P01(identificação do processo de coleta em campo)

Localização Aero P01(localização do ponto em relação a base - itinerário )

Norte Este

17/08/2017

66.893Os desvios padrão (σ) apresentados nesta monografia possuem nível de confiança de 95%.

(identificação do ponto na orotofoto)Foto do Aero P01

Altitude OrtométricaCOORDENADAS GEODÉSICAS / SAD69 zone 23S COORDENADAS SAD69 (MC -45 WGr.)

612.423.565 7.802.316.923 794,686

Ponto:Latitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal

S 19 52 19.214 O 43 55 34.235 788,176

Características: Círculos, com faixas laterais, obedecendo as normativas e recomendações do Manual deAerotriangulação do Ministério da Defesa (1984) e de Wolf (2004), cada alvo foi representado por umacircunferência com 30 centímetros de diâmetro com faixas laterais. Na imagem os alvos foramrepresentados por uma matriz de 3x3 pixel.

CLIENTE: PROJETO:





Altitude OrtométricaLatitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal Norte




EsteS 19 52 29.766 O 43 55 42.547 787,428 612.179.766 7.801.994.059

17/08/2017Sistema de Referência

Ponto:COORDENADAS GEODÉSICAS / SAD69 zone 23S COORDENADAS SAD69 (MC -45 WGr.)

(identificação do ponto na orotofoto) (identificação do processo de coleta em campo) (localização do ponto em relação a base - itinerário )


793,938

Os desvios padrão (σ) apresentados nesta monografia possuem nível de confiança de 95%. 444,03Foto do Aero P02 Foto do Aero P02 Localização Aero P02

CLIENTE: PROJETO:










Altitude Ortométrica790,423


Latitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal Norte EsteO 43 55 38.666 S 19 52 15.654 783,913 612.295.389 7.802.427.187



CLIENTE: PROJETO:


BRAZIL/SAD69 Aero P04 Sumário do Processamento do marco: SIT_229_162953 Tipo de ponto: Ponto de checagemObservações: Classe de Nivelamento: Modelo geoidal IBGE MAPGEO 2015 V1





Altitude OrtométricaLatitude (S) Longitude (WGr.)



Altitude Elipsoidal Norte EsteO 91 55 38.503 S 19 52 9.375 783,266 612.301.376 7.802.620.187


17/08/2017



789,776


CLIENTE: PROJETO:










Altitude OrtométricaLatitude (S) Longitude (WGr.) 788,511





CLIENTE: PROJETO:










Altitude Elipsoidal Norte Este O 43 55 33.840 S 19 51 42.802 781,605 612.442.194 7.803.436.251


17/08/2017



788,135


CLIENTE: PROJETO:


BRAZIL/SAD69 Aero P07Sumário do Processamento do marco: SIT_229_162953 Tipo de ponto: Ponto de checagemObservações: Classe de Nivelamento: Modelo geoidal IBGE MAPGEO 2015 V1













CLIENTE: PROJETO:


BRAZIL/SAD69 Aero P08Sumário do Processamento do marco: SIT_229_162953 Tipo de ponto: Ponto de checagemObservações: Classe de Nivelamento: Modelo geoidal IBGE MAPGEO 2015 V1








Altitude Elipsoidal Norte Este O 43 55 41.275 S 19 51 47.334 781,042 612.225.065 7.803.298.284


17/08/2017



787,57


CLIENTE: PROJETO:


BRAZIL/SAD69 Aero P09 Sumário do Processamento do marco: SIT_229_162953 Tipo de ponto: Ponto de apoioObservações: Classe de Nivelamento: Modelo geoidal IBGE MAPGEO 2015 V1













CLIENTE: PROJETO:












17/08/2017



788,145

Os desvios padrão (σ) apresentados nesta monografia possuem nível de confiança de 95%. 486Foto do Aero P10 Foto do Aero P10 Localização Aero P10

CLIENTE: PROJETO:







O 43 55 49.103 S 19 51 56.451 790,376 611.995.580 7.803.019.468 796,906




Altitude OrtométricaLatitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal Norte Este




CLIENTE: PROJETO:







O 43 56 3.124 S 19 51 28.549 781,745 611.593.215 7.803.879.838 788,285








17/08/2017

CLIENTE: PROJETO:







O 43 56 6.046 S 19 51 14.146 788,268 611.511.017 7.804.323.161 794,808








17/08/2017

CLIENTE: PROJETO:







O 43 56 19.521 S 19 51 39.802 789,751 611.114.080 7.803.536.885 796,291








17/08/2017

CLIENTE: PROJETO:







O 43 56 13.476 S 19 51 37.525 786,070 611.290.345 7.803.605.791 792,610








17/08/2017

CLIENTE: PROJETO:







O 43 56 4.768 S 19 51 41.375 790,123 611.542.905 7.803.485.823 796,663








17/08/2017

CLIENTE: PROJETO:







O 43 55 59.803 S 19 51 41.646 780,984 611.687.260 7.803.476.582 787,524








17/08/2017

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