Se você é um profissional de área de drones, provavelmente já deve ter se deparado com o termo nuvem de pontos. Esta tecnologia é essencial para quem trabalha com mapeamento aéreo com drones, apresentando uma série de aplicações práticas.
Sendo peças fundamentais em projetos que envolvem mapeamento aéreo com drones e escaneamento a laser, as nuvens de pontos permitem recriar digitalmente aspectos tridimensionais detalhados da superfície terrestre ou de determinado objeto de interesse.
Para ajudá-lo a entender um pouco mais sobre este assunto, neste artigo iremos abordar o que são nuvens pontos, como funcionam na prática e como esta tecnologia está revolucionando a engenharia.
O Que São Nuvens de Pontos?
Se você é um profissional iniciante, entender o que são nuvens de pontos será fundamental para que você seja capaz de atuar com excelência nas áreas de topografia, mapeamento aéreo e modelagem 3D.
Esta tecnologia é essencial em quase todos os projetos que envolvem a utilização de drones ou de equipamentos como o laser scanner ou LiDAR. Independente do equipamento utilizado, você deverá ser capaz de obter e processar nuvens de pontos para cumprir as mais variadas finalidades relacionadas à modelagem 3D.
De forma simples, podemos entender as nuvens de pontos como sendo representações tridimensionais da superfície terrestre ou de objetos de interesse em um ambiente digital.
Cada ponto em uma nuvem de pontos estará associado a coordenadas representadas por três eixos (X, Y e Z) que podem estar associados a informações adicionais como cores, intensidade de cor ou coordenadas geográficas.
Essa tecnologia permite a realização de análises detalhadas sobre estruturas, terrenos e objetos, oferecendo uma base confiável para inúmeras aplicações práticas na área de engenharia.
Para ajudá-lo a entender um pouco mais sobre nuvens de pontos, no vídeo abaixo irá encontrar uma representação digital de uma nuvem de pontos obtida por meio de levantamento aéreo com drones. Assim, ficará mais fácil entender como essa tecnologia funciona na prática.
Como Funcionam as Nuvens de Pontos?
Agora que você já sabe o que são nuvens de pontos, ficará simples entender como essa tecnologia funciona e quais são as suas principais aplicações práticas.
Quanto à sua obtenção, as nuvens de pontos podem ser obtidas por meio de diferentes equipamentos como drones, laser scanners ou sistemas LiDAR.
Quando obtidas por meio de mapeamento aéreo com drones, as nuvens de pontos são obtidas por meio da aplicação de técnicas de fotogrametria digital. Quando obtidas por escaneamento a laser, elas são obtidas por meio pela emissão de pulsos de laser e pela medição direta da distância percorrida pelo pulso e o seu retorno ao sensor.
Independentemente do método utilizado, as nuvens de pontos serão representadas digitalmente em softwares específicos por meio da interpolação de milhões ou até bilhões de pontos individuais representados em três eixos. Estes pontos geram um modelo tridimensional detalhado dos objetos escaneados.
Após a criação de um modelo tridimensional, este pode ser utilizado para aplicações como topografia, integração com sistemas BIM, medições de volume, monitoramento de obras, simulações de obras, entre outros.
Cabe ressaltar que modelos tridimensionais obtidos por escaneamento a laser apresentam maior detalhamento e precisão em comparação com aqueles gerados por aerofotogrametria com drones.
Entretanto, essas tecnologias não capturam informações de cor, sendo necessário integrar os dados do escaneamento a laser com imagens obtidas por sensores RGB para a geração de modelos mais realistas.
Atualmente, alguns modelos de drones já contam com sistemas LiDAR embarcados, permitindo a unificação dos dados obtidos pelo LiDAR com as imagens captadas pelo drone. Assim, é possível gerar modelos tridimensionais que combinam o detalhamento e precisão do escaneamento a laser com a qualidade visual das imagens de drone.
Agora que você já entendeu o que são nuvens de pontos e como elas funcionam na prática, ficará ainda mais simples entender como essa tecnologia vem revolucionando diversas áreas ligadas à engenharia.
Como as Nuvens de Pontos Estão Revolucionando a Engenharia?
A utilização de nuvens de pontos em projetos de engenharia apresenta muitas vantagens. Dentre as principais vantagens da utilização de nuvens de pontos em projetos de engenharia, destacam-se:
- Detalhamento e precisão: além de ser possível gerar modelos tridimensionais detalhados por meio de tecnologias de escaneamento a laser e mapeamento aéreo com drones, é ainda possível obter dados com precisão geográfica milimétrica utilizando em conjunto sistemas de posicionamento GNSS RTK/PPK. Para diferentes áreas ligadas à engenharia, como a construção civil, mineração ou meio-ambiente, este nível de precisão e detalhamento visual apresenta muitas vantagens.
- Redução de custos: as possibilidades de se utilizar sistemas de escaneamento a laser ou drones para obter modelos tridimensionais é responsável por diminuir o custo com mão de obra, permitindo a realização de levantamentos precisos de grandes áreas em espaços de tempo ligeiramente curtos. Além disso, o detalhamento dos modelos tridimensionais obtidos é capaz de melhorar a logística, otimizar processos e identificar problemas em tempo real, gerando economia significativa para diferentes áreas da engenharia.
- Otimização de processos: o processamento de grandes volumes de dados em softwares especializados permite análises rápidas e detalhadas, melhorando a tomada de decisão. Na construção civil, por exemplo, o mapeamento preciso do terreno evita erros em projetos e reduz desperdícios de material.
- Segurança: a utilização de tecnologias como drones e sensores remotos evita a exposição de trabalhadores a locais perigosos, como áreas de difícil acesso, rodovias ou encostas instáveis. Além disso, o monitoramento preciso reduz riscos em obras e operações logísticas.
Além das vantagens citadas acima, a utilização de nuvens de pontos vem impactando positivamente áreas específicas da engenharia.
Em especial, na engenharia civil, as possibilidades de se cruzar modelos tridimensionais com projetos em BIM (Building Information Modeling) tem tornado esta tecnologia cada vez mais necessária para condução de obras.
A integração de modelos tridimensionais com projetos em BIM permite comparar o projeto digital com a realidade da obra, identificando problemas em tempo real e realizando inspeções detalhadas de uma obra.
Se você não sabe o que é BIM, recomendamos que acesse o conteúdo da GeoSense intitulado “BIM e Drones: Tudo o Que Você Precisa Saber.”
Em áreas como a mineração, a utilização de nuvens de pontos permite realizar medições precisas do relevo e estrutura de uma mina, facilitando a medição de volume de minério, o monitoramento e a inspeção de uma atividade minerária, entre outras aplicações.
Para áreas ligadas ao meio-ambiente, a utilização de nuvens de pontos permite o monitoramento preciso de impactos ambientais, a realização de estudos de relevo e hidrologia, bem como, a medição de volume de florestas, entre outros.
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