Se você deseja trabalhar com mapeamento aéreo com drones, conhecer a fundo o que são ortomosaicos é fundamental.
Ortomosaicos são imagens aéreas corrigidas geometricamente e dispostas em um mapa detalhado que pode ser utilizado para cumprir os mais variados objetivos.
Para ajudá-lo a ficar por dentro deste assunto, neste artigo iremos abordar o que são e para que servem ortomosaicos e responder as principais dúvidas de profissionais iniciantes acerca desta temática.
O que são ortomosaicos?
Ao realizar um levantamento aéreo com drones, nosso principal objetivo é obter fotografias aéreas sobrepostas para que seja possível aplicar técnicas de fotogrametria digital para recriar tridimensionalmente a área ou o objeto de nosso estudo.
Para isso, é fundamental que as imagens áreas obtidas pelo drone apresentem sobreposição frontal e lateral adequada. Além disso, as imagens precisam apresentar coordenadas geográficas para que sejamos capazes de reconstruir a área amostrada em ambientes de GIS.
O ortomosaico pode ser entendido como sendo a unificação de um grande conjunto de imagens áreas obtidas por drones em uma imagem georreferenciada contínua que representa com detalhes a área amostrada. Essa imagem também pode ser entendida como sendo um mapa.
As imagens aéreas que compõem um ortomosaico são popularmente denominadas de ortofotos. Essas imagens são corrigidas para compensar distorções em relação ao relevo, distância dos objetos da câmera, ângulo da câmera, entre outras e para normalizar as coordenadas geográficas entre uma imagem e outra.
Após as correções, as ortofotos são unificadas para formar um grande mosaico de todas as imagens áreas obtidas em campo, ao qual damos o nome de ortomosaico.
A partir da criação dos ortomosaicos, somos capazes de aplicar técnicas de fotogrametria digital para obter nuvens de pontos e modelos tridimensionais detalhados.
Ou seja, a criação de ortomosaicos é o ponto de partida para que sejamos capazes de entregar a maioria dos produtos e subprodutos normalmente exigidos na prestação de serviços de mapeamento aéreo com drones.
Para que você entenda de uma vez por todas o que é um ortomosaico do ponto de vista prático, no vídeo abaixo irá encontrar a representação de um ortomosaico obtido a partir de imagens aéreas de drones.
Para que servem os ortomosaicos?
Embora muitas vezes utilizemos os ortomosaicos para criar outros produtos como as nuvens de pontos e os modelos tridimensionais, o próprio ortomosaico também é um produto final do mapeamento aéreo com drones.
Em alguns casos, você irá realizar um levantamento aéreo e o único produto que deverá entregar é o ortomosaico da área amostrada. Cabe destacar que os ortomosaicos também podem ser entendidos como sendo mapas.
A partir de um simples ortomosaico, somos capazes de medir distâncias, delimitar áreas, criar mapas de uso e ocupação do solo, identificar áreas de APP ou reserva legal, calcular índices de vegetação como o NDVI, entre muitas outras aplicações.
Ou seja, os ortomosaicos são essenciais para realizarmos inúmeras análises espaciais. Por apresentarem coordenadas geográficas associadas a cada pixel, eles podem ser facilmente manipulados em softwares de GIS como o ArcGIS ou QGIS.
Em resumo, os ortomosaicos funcionam tanto como produtos finais do mapeamento aéreo quanto como a base fundamental para a criação de outros produtos derivados do mapeamento aéreo como as nuvens de pontos e os modelos tridimensionais.
Agora que você já entendeu o que são e para que servem os ortomosaicos, no próximo tópico iremos abordar as principais etapas para criar um ortomosaico.
Como é feito um ortomosaico a partir de imagens aéreas?
Para que você entenda de uma vez por todas como são feitos os ortomosaicos, abaixo irá encontrar uma descrição sucinta de cada etapa que envolve a geração deste produto levando em consideração trabalhos de campo e escritório.
- Planejamento do voo: o primeiro passo consiste em definir a área de interesse, a altura do voo e a rota que o drone deverá seguir. É essencial determinar a sobreposição frontal e lateral das imagens, normalmente sendo recomendado utilizar valores acima de 70% e 60%, respectivamente. Esse planejamento garante que cada ponto do terreno seja capturado em múltiplas imagens.
- Captura das imagens aéreas: com o plano de voo definido, o drone realiza a coleta das imagens em sequência, mantendo estabilidade e alinhamento da câmera. Cada fotografia é registrada com coordenadas geográficas, que podem ser fornecidas pelo GPS do drone ou por sistemas de GNSS RTK/PPK. Na maioria dos casos, Pontos de Controle em Solo (GCP’s) são utilizados para aumentar a precisão geográfica do ortomosaico.
- Processamento de dados: as imagens capturadas são importadas em softwares especializados, como Pix4D, Agisoft Metashape ou DroneDeploy. O programa identifica pontos em comum entre as imagens, alinha-as e corrige distorções causadas pela perspectiva da câmera e pelo relevo do terreno. Assim, criamos as ortofotos que irão compor o nosso ortomosaico.
- Geração do ortomosaico: após o processamento, todas as imagens são combinadas em um único mapa contínuo e georreferenciado. Esse produto pode ser exportado em formatos compatíveis com softwares GIS e CAD, permitindo assim, a realização de análises espaciais. Cabe destacar que a partir da criação do ortomosaico, podemos utilizá-lo como produto final ou para gerar novos produtos como as nuvens de pontos e modelos tridimensionais.
Agora que você já sabe o que são, para que servem e conheceu as principais etapas que envolvem a criação de ortomosaicos, nos próximos tópicos iremos responder as principais dúvidas de profissionais iniciantes que se relacionam com esta temática.
Qual a diferença entre ortofotos e imagens aéreas?
Embora sejam comumente apresentadas como sinônimos, ortofotos e imagens aéreas são produtos distintos do mapeamento. Por isso, entender as suas diferenças é fundamental se deseja trabalhar com levantamentos aéreos com drones.
As imagens aéreas são fotografias capturadas pelo drone. Essas fotografias podem ser entendidas como sendo os dados brutos do levantamento aéreo. Elas podem apresentar distorções visuais, geométricas ou espaciais.
Por outro lado, as ortofotos são as imagens aéreas processadas, ou seja, imagens aéreas em que as distorções visuais, geométricas e espaciais foram corrigidas por meio de um robusto processamento de dados.
Ou seja, é a partir da transformação de imagens aéreas em ortofotos que somos capazes de criar ortomosaicos que podem ser utilizados para realizar análises espaciais como medições, criação de mapas, delimitação de áreas, entre outras.
Qual a diferença entre um mapa topográfico e um ortomosaico?
Esta é outra dúvida bastante comum para profissionais iniciantes. Mapas topográficos e ortomosaicos são comumente utilizados de forma complementar, o que pode gerar certa confusão para o entendimento do que cada um representa.
O mapa topográfico é uma representação cartográfica baseada em dados de relevo, que pode conter curvas de nível, cotas de altitude, limites de uma propriedade, entre outros elementos de importância. Ele é gerado a partir de modelos tridimensionais obtidos de nuvens de pontos e ortomosaicos.
Por outro lado, o ortomosaico é apenas a junção de várias imagens aéreas sobrepostas, corrigidas e georreferenciadas. Ele é uma imagem real da área mapeada, não sendo baseado em dados de relevo.
Ou seja, enquanto o ortomosaico fornece o detalhamento visual da área, o mapa topográfico representa o terreno utilizando curvas de nível, cotas de altitude e outros elementos relacionados à dados de relevo. Por isso, são representações muito comuns de serem utilizadas em conjunto.
Como aumentar a qualidade e precisão de ortomosaicos?
Se você deseja trabalhar com levantamentos aéreos com drones, é essencial que siga boas práticas para garantir qualidade e a precisão para os produtos e subprodutos do mapeamento aéreo.
O primeiro passo é planejar de forma adequada o voo. Uma boa dica é utilizar sempre uma sobreposição frontal mínima de 70% e sobreposição lateral mínima de 60%. Além disso, busque realizar o voo em boas condições de luminosidade e evite dias chuvosos ou nublados.
Outras dicas incluem manter o seu drone sempre calibrado, com lentes limpas e utilizar sensores que apresentem obturadores mecânicos. Tudo isso irá contribuir para aumentar a qualidade visual das imagens aéreas e do ortomosaico obtido a partir delas.
Além disso, embora os drones possuam GPS integrado, na maioria dos casos você deverá utilizar Pontos de Controle em Solo (GCP’s) obtidos com GNSS RTK/PPK. Assim, você irá garantir uma alta precisão espacial para os ortomosaicos.
Após o levantamento em campo, ao criar o ortomosaico, você deverá corrigir as coordenadas obtidas pelo GPS do drone utilizando as coordenadas obtidas pelo GNSS RTK/PPK.
Seguindo essas simples dicas, você será capaz de criar ortomosaicos com uma alta qualidade visual e alta precisão espacial. Isso será fundamental para se destacar na prestação de serviços de mapeamento aéreo com drones.
Quais softwares são utilizados para gerar ortomosaicos?
Embora exista uma grande variedade de softwares que podem ser utilizados para gerar ortomosaicos, alguns merecem atenção especial. São eles: Agisoft Metashape, Pix4D, DroneDeploy e WebODM.
Embora apresentem variações em termos de custo, exigência de hardwares e algumas funcionalidades específicas, esses quatro softwares são ferramentas excelentes para gerar ortomosaicos, bem como, nuvens de pontos e modelos tridimensionais.
O Agisoft Metashape e o Pix4D podem ser considerados os mais populares, sendo extensamente utilizados para cumprir essas funções. Entretanto, ambos apresentam um alto custo de aquisição e exigem hardwares potentes para serem operados.
Neste cenário, o DroneDeploy se apresenta como um software que também apresenta um alto custo de aquisição, entretanto, ele permite processamento em nuvem. Isso facilita o acesso a dados e diminuiu consideravelmente as exigências de hardware.
Além disso, o DroneDeploy também é um software voltado para o planejamento e execução de voos, o que o torna um software completo para piloto de drones, realizando todo o trabalho do campo ao escritório em um único ambiente digital.
Dentre as opções open source, o WebODM se apresenta como a melhor solução para quem busca um software completo e gratuito.
Embora seja gratuito, este software é capaz de criar ortomosaicos, nuvens de pontos e modelos tridimensionais de mesma qualidade que softwares pagos, sendo uma excelente opção para profissionais iniciantes que não desejam investir alto em uma licença comercial.
Além disso, por ser de código aberto, o software conta com uma comunidade ativa que constantemente desenvolve melhorias, plugins e tutoriais, o que facilita o aprendizado e amplia suas funcionalidades.
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