Fotogrametria

Princípio básico de fotogrametria e melhores práticas para gerar mapas de qualidade.

Princípio Básico de Fotogrametria

O princípio básico da fotogrametria é combinar características entre as fotos para formar um único mapa ou modelo. Com isso, para a obtenção de ótimos resultados no processamento, as imagens precisam se sobrepor para que o algoritmo consiga identificar pontos semelhantes entre as fotos, a fim de combiná-las.

Gerar mapas de qualidade

A precisão e resolução dos seus mapas e modelos podem ser significativamente afetados pela qualidade das imagens e pela forma como foram capturadas.

Alguns problemas durante a captura das imagens podem afetar sua qualidade e, por isso, decidimos criar este guia detalhado, pelo qual explicaremos quais fatores comuns afetam a qualidade e precisão dos dados, bem como ofereceremos algumas dicas e boas práticas para garantir os melhores resultados nos seus mapeamentos.

Os assuntos abordados neste guia são:

  • Falta de sobreposição das imagens;

  • Imagens desfocadas;

  • Imagens com exposição inadequada;

  • Imagens borradas por movimento (motion blur);

  • Imagens com ângulos errados.

1. Falta de sobreposição de imagens

A ausência de qualidade e exatidão necessária aos mapas deve-se, principalmente, à falta de sobreposição entre as imagens captadas. Ao mesmo tempo, muitas vezes esse problema pode ser facilmente resolvido. Em geral, você precisa de um mínimo de 75% de sobreposição frontal e 60% de lateral entre as imagens para garantir o alinhamento adequado para processamento. Mas estes parâmetros devem ser ajustados caso a caso, adaptado a cada mapeamento, de forma a garantir que os resultados obtidos do processamento sejam satisfatórios.

O aplicativo de controle de voo Maply Mission Planner permite que você selecione a quantidade de sobreposição em seus voos. Em casos de muita variação de elevação na área a ser mapeada, certifique-se de que você tenha escolhido um ponto alto da área para decolar, pois, se você escolher um ponto baixo, acabará sobrevoando em uma altitude baixa em alguns locais da área, o que pode afetar as sobreposições.

Recomendações de sobreposições para diferentes cenários

Abaixo listamos algumas recomendações de porcentagem de sobreposições para diferentes tipos de área:

a. Casos Gerais

Na maior parte dos casos que envolvem mapeamentos em áreas com conteúdos visuais não homogêneos, como áreas de mineração, industriais, urbanas e construções, recomenda-se ajustar o plano de voo no mínimo de 75% de sobreposição frontal e 60% de lateral entre as imagens, de modo a obter um bom resultado.

b. Terrenos planos e áreas agrícolas

Nos casos em que o terreno é plano e o conteúdo visual das imagens é muito homogêneo, o algoritmo de processamento tem dificuldade de identificar pontos semelhantes entre as fotos para combiná-las. Para obter bons resultados nessas condições, recomenda-se ajustar as sobreposições para 85% frontal e 70% lateral. Além disso, sugere-se realizar o voo em altitudes elevadas.

c. Locais com vegetação densa

A recomendação para este caso é basicamente a mesma do que aquela para as áreas de terrenos planos e agrícolas. Mas a dificuldade de identificar pontos semelhantes entre as fotos para combiná-las ao algoritmo de processamento está relacionada à complexidade da geometria do conteúdo das imagens (quantidade elevada de galhos e folhas diferentes). Portanto, para que se obtenha bons resultados, recomenda-se ajustar as sobreposições para 85% frontal e 70% lateral. Além disso, sugere-se realizar o voo em altitudes elevadas.

d. Casos especiais

Áreas arenosas e desérticas

Estas áreas geralmente apresentam pouco conteúdo visual e muito homogêneo entre as imagens, causando muita dificuldade para o algoritmo identificar pontos de combinações. Nesse caso, recomenda-se o ajuste do plano para obter as imagens com sobreposições de no mínimo 85% frontal e 75% lateral. Além disso, sugere-se realizar o voo em altitudes elevadas.

Superfícies de água: lagos e rios

As superfícies de água praticamente não possuem nenhum conteúdo visual devido as suas grandes áreas uniformes. Portanto, é praticamente impossível que o algoritmo realize as combinações nessas circunstâncias. Para mapear superfícies de água, geralmente em margens de rios e lagos, cada imagem capturada necessita apresentar alguma referência de terreno.

Dica: Voar mais alto pode aumentar as chances de capturar referências de terreno.

2. Imagens desfocadas

Geralmente ocasionadas pela câmera com foco desregulado.

Na maioria dos casos, a solução é ajustar a função de foco da câmera para automático.

3. Imagens com exposição inadequada

4. Imagens borradas por movimento (Motion Blur)

Este fenômeno pode acontecer se você voar seu drone mais rápido do que deveria e, geralmente, por voar baixo em regiões com variação de elevações decolando de um ponto baixo.

Os aplicativos planejadores de voos, como o Maply Mission Planner, geralmente já calculam automaticamente a velocidade de drone em função da altitude. No entanto, uma prática recomendada é sempre voar alto ou eventualmente melhorar a velocidade do obturador da câmera.

5. Imagens com ângulos errados

Os dois tipos de captura de imagens aéreas mais utilizados no mapeamento com drones são conhecidas como NADIR e Oblíqua.

As imagens NADIR são capturadas com a câmera apontando diretamente para baixo. Essa é a perspectiva de captura mais associada à produção de mapas tradicionais de terrenos e áreas grandes. As imagens oblíquas são tiradas com a câmera apontada para baixo, mas em um ângulo oblíquo, em vez de diretamente apontada para baixo. Elas podem ser tiradas de ângulos que variam de 30 a 80 graus.

Esse tipo de captura está mais associado a mapeamentos de pequenas áreas para produção de modelos 3D de edificações e estruturas com alta definição, pois garante que a câmera irá capturar mais detalhes do conteúdo visual das laterais dessas estruturas. Mas existem imagens que não devem ser consideradas para inclusão no processamento para produção dos mapas, como as assinaladas abaixo:

  • Imagens tiradas em nível do solo

  • Imagens que capturem conteúdo do horizonte

  • Imagens que não estejam apontadas para a área de mapeamento

DICA: Sempre que for realizar o upload das suas imagens para processamento na plataforma, certifique-se de que o conjunto das imagens esteja adequado para processamento.

Adicionalmente, para obter mapas geográficos precisos, utilizam-se os pontos de controle em solo (GCPs). Um ponto de controle do solo, como mencionado anteriormente, é um alvo adicionado na área de mapeamento com coordenadas conhecidas, que pode ser utilizado para calibrar o mapa na sua posição geográfica correta.

Para maiores informações sobre GCPs, clique aqui. Esperamos que este guia ajude você a evitar problemas comuns e o auxilie a melhorar sua precisão e a qualidade dos seus mapas. Fique atento para obter mais informações sobre boas práticas de voo e para acessar as dicas sobre captura de dados precisos, a fim de gerar seus mapas.