Aplicação de VANT no mapeamento do uso e cobertura do solo e na geração de modelos 3D da paisagem

Abstract

O rápido avanço da tecnologia (computacional, materiais, sistemas de navegação globais, sensores aprimorados, etc.), somado a demanda crescente em produzir produtos cartográficos de maior qualidade tem contribuído para desenvolvimento e uso de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) no Brasil e no Mundo. Os VANTs, atualmente, surgem como uma opção na silvicultura por apresentarem uma série de aplicações, como exemplo: o monitoramento de plantios comerciais e florestas naturais; identificação de anormalidades; levantamento de informações para condução de tratos silviculturais, controle de incêndios florestais, dentre ouros. O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso de VANT na obtenção de imagens aéreas digitais de alta resolução espacial, realizar o processamento das imagens a fim de gerar mapas do uso e cobertura do solo, modelar a paisagem em 3D, além de sinalizar potencialidades e problemas enfrentados na aquisição de imagens. Foi avaliado o uso do multirotor Phantom 3 Professional acoplado com câmera digital fotográfica Sony EXMOR 1/2.3”, somado ao processamento das imagens em software de visão computacional 3D, Agisoft PhotoScan Professional e no Sistema de Informação Geográfica, ArcGIS/ArcMap 10.1. Para tanto, foram obtidos três ortomosaicos de duas localidades distintas no município de Seropédica – RJ, denominadas Região 1 e Região 2 (a) e (b). A resolução espacial obtida para o mosaico ortorretificado da Região 01 correspondeu a 2,67 cm/pixel (70 m de altitude de voo), enquanto que na Região 2 (a) e (b) foi de 2,30 (50 m) e 3,59 cm/pixel (80 m), respectivamente. Ainda, foram gerados dois mapas de uso e cobertura do solo dessas regiões, e também modelos tridimensionais dessas paisagens. A alta resolução espacial permitiu estudos do uso e cobertura do solo utilizando feições da paisagem com alto nível de detalhamento (copa de árvores, prédios, estufas e ruas estreitas). A Região 01 e Região 02 (b) apresentaram 5 classes de classificação do uso e cobertura do solo. A predominância nessa área mapeada da Região 01 é de áreas abertas com a presença de gramíneas, equivalente a 45,6% da área total (2,6 ha). A Região 2 (b) apresentou resultado inferior para essa classe, equivalente a 39 % da área total mapeada (5,7 ha). Nos modelos 3D gerados foram identificados problemas com sobreposição nas extremidades, em diferentes intensidades. As extremidades desses modelos apresentaram alto índice de falhas nos objetos, principalmente em altitude, como é o caso da copa das árvores. A possibilidade de criar uma nuvem de pontos fotogramétricos por meio de imagens digitais e consequente modelos tridimensionais permite grandes aplicações no âmbito florestal. Além disso, a obtenção de modelos tridimensionais da paisagem apresenta um novo nível na tomada de decisões, baseadas em mapas tridimensionais fidedignos da realidade, conforme o observado nos produtos realizados nesse estudo. A autonomia de voo dos VANTs multirotores ainda é um fator limitante no mapeamento de áreas médias e grandes, devendo ser utilizadas estratégias que maximizem a energia disponível e permitam a realização do mapeamento dessas áreas. O processamento dos dados tridimensionais é limitado pelos requisitos do hardware. A utilização de micro VANTs em diversos segmentos apresenta-se como uma das grandes inovações da atualidade, e, no âmbito das ciências florestais, mais estudos devem ser desenvolvidos a fim de atingir todas as potencialidades de uso dessa plataforma.