Estudo da influência da geometria de voo na obtenção de produtos cartográficos empregando recobrimento aéreo com VANT e técnica fotogramétrica SFM

Abstract

Resumo: O uso de plataformas aéreas remotamente pilotadas em aplicações de sensoriamento remoto tem sido cada vez mais frequente. Estas plataformas tem dado a muitas pessoas, a oportunidade de adquirir dados para aplicações variadas a um custo baixo em relação às plataformas tripuladas e sensores orbitais. Facilidades trazidas por novas abordagens de processamento de imagens, como o "Structure from Motion (SfM)", tem permitido um elevado grau de automação na extração de geoinformação a partir das imagens coletadas. Todavia, a maioria dos trabalhos se concentra em discorrer sobre as aplicações da plataforma e os resultados obtidos. Quase nada é dito sobre as escolhas das geometrias de voo, ou se elas exerceram, eventualmente, influências nos produtos cartográficos gerados. Dentro do contexto exposto, este trabalho tratou de investigar a existência de influências de distintas configurações de recobrimento de voo sobre as exatidões dos produtos cartográficos gerados a partir da abordagem SfM. Em uma área de aproximadamente 39 hectares foram executados recobrimentos com altura de voo de 100 m e 200 m, tomando imagens verticais e inclinadas em faixas de voo convencionais e com direções cruzadas. A partir dos recobrimentos executados foram conduzidos experimentos que trataram de investigar as precisões e exatidões obtidas para a nuvem densa na etapa da aerotriangulação, a qualidade visual da nuvem densa quanto à reconstrução tridimensional de objetos, análises das exatidões planimétrica do Ortomosaico e altimétrica do MDT. Além disso, também são investigadas as influências da disponibilidade de pontos de apoio e os efeitos da autocalibração na exatidão da nuvem densa. Resultados apontaram que o uso de maiores sobreposições não implica necessariamente em melhores exatidões. Contudo, o uso de faixas de voo cruzadas e imagens inclinadas, independente da porcentagem de sobreposição entre fotos e faixas, contribuem de forma significativa para a obtenção de melhores exatidões. Palavras-chave: VANT, Fotogrametria, Plano de voo, Ortomosaico, MDT.

Abstract: The use of remotely piloted aircraft platforms in remote sensing has been increasingly frequent. These platforms have given many users the opportunity to acquire data for a variety of applications at a low cost in relation to manned platforms and orbital sensors. Facilities brought by new image processing approaches, such as "Structure from Motion (SfM)", have allowed a high degree of automation in the extraction of geo-information from the collected images. However, most of the published papers are focused mainly on the applications itself and the results obtained. Almost nothing is said about the choices of flight geometries, or whether they have exerted, eventually, influences at the generated cartographic products. In this context, this work investigated the existence of influences of different flight configurations (geometries), on the accuracy obtained in different cartographic products using the SfM approach. In an area of approximately 39 hectares, flights were performed with heights of 100 m and 200 m, taking vertical and tilted images (±10º) in parallel and cross strips directions. From these flights, experiments were carried out to investigate the precision and accuracy obtained for the dense cloud, in the aerotriangulation stage, the visual quality of the dense cloud in terms of the tridimensional object reconstruction was checked, Orthomosaic planimetric accuracy and height accuracy of the DTM. In addition, the influences of the ground control point availability and the effects of self-calibration (in situ camera calibration) on the accuracy of the dense cloud were also investigated. Results showed that the use of greater overlaps does not necessarily imply better accuracy. However, the use of cross-flight strips and tilted images, regardless of the overlap percentage between photos and strips, significantly contribute to achieving better accuracies. Keywords: UAV, Photogrammetry, Flight Plan, Ortomosaic, DTM.