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Cinco passos para fazer mapas de qualidade com drones

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Share | 03/16/2020

Por vezes, criar um mapa de alta qualidade pode ser um desafio, mas não tem de o ser. Iremos percorrer um processo simples para planear uma missão, recolher dados e criar produtos de dados de qualidade.

Para este exemplo, vamos assumir que estamos a cartografar um local de média dimensão e a criar três produtos de dados padrão: ortomosaico, modelo digital de superfície e mapa de contorno. Iremos referir-nos ao Measure Ground Control (MGC), uma solução de software de ponta a ponta desenvolvida pela Pix4D, ao longo do percurso.

Agora vamos começar.

Etapa 1: Planear a sua missão

A qualidade dos dados começa com um plano. É imperativo que compreenda perfeitamente o local de trabalho e o tipo de dados que precisa de recolher. Essa informação irá orientar as decisões sobre pilotos, equipamento e configurações de voo, para citar apenas alguns exemplos. Aqui estão algumas coisas que deve definitivamente planear:

  • Localização. Terá de conhecer a classificação do espaço aéreo, a dimensão do local, o caminho de acesso, a propriedade e quaisquer regulamentos locais ou requisitos de segurança específicos do local. Se for necessário algum tipo de renúncia, autorização especial ou protocolo de notificação, é melhor começar a tratar disso com antecedência.
  • Tempo. Uma boa luz e bom tempo são a chave para um voo seguro e bem sucedido. Tenha uma noção clara da dimensão da área que vai cartografar para poder planear o tempo necessário para a recolha de dados. Certifique-se de que tem algum tempo de reserva no seu plano, para o caso de as coisas não correrem bem, e verifique frequentemente as previsões meteorológicas nos dias e horas que antecedem a sua missão. Nunca voe em condições duvidosas.
  • Necessidades de dados. Se não souber de que tipo de dados precisa, não poderá selecionar o equipamento certo, atribuir o piloto certo ou criar a trajetória de voo certa. Neste caso, sabemos que o nosso objetivo é criar os três produtos de dados básicos produzidos pelo MGC: ortomosaico, modelo digital de superfície e mapa de contorno.
  • Equipamento. O tipo de dados que está a recolher e a dimensão do local são dois factores importantes na escolha do equipamento. Para trabalhos de mapeamento simples em locais de pequena e média dimensão, o DJI Mavic 2 Pro é uma opção compacta e económica e a sua câmara de 20 MP recolhe imagens de alta resolução (não recomendamos câmaras com menos de 20 MP). Os drones maiores, como o DJI M210 com o sensor Zenmuse X5S, também podem fazer o trabalho, embora a um preço mais elevado.
  • Pessoas. Sabe o calendário da sua missão, o tipo de dados a recolher e o equipamento que vai utilizar. Agora é necessário designar um piloto que não só esteja disponível na altura e no local da missão, mas que também tenha as competências necessárias para operar o equipamento em segurança e recolher dados de qualidade. Se tiver uma equipa grande, pode atribuir várias pessoas a uma missão.

O Measure Ground Control oferece ferramentas abrangentes de gestão de programas e planeamento de missões. Criar uma nova missão, verificar o espaço aéreo, atribuir recursos e gerir o calendário do programa.

Passo 2: Criar uma trajetória de voo

Uma vez que tem um bom conhecimento do sítio e dos requisitos de dados, pode criar a sua trajetória de voo com antecedência. Quando planeia criar um mapa, normalmente recolhe dados utilizando um padrão de voo em grelha automatizado. A utilização de uma trajetória de voo automatizada garantirá que as imagens são captadas de forma consistente e com a sobreposição adequada. Com as definições correctas, obterá um mapa muito melhor.

GridFlight_Jan2020

Ecrã de grelha de voo na aplicação de voo MGC

Uma palavra sobre a sobreposição: É aconselhável definir o voo da grelha com um mínimo 60% de sobreposição. No entanto, o tipo de sítio é importante. Quanto mais homogéneo for o seu sítio (como uma floresta de árvores ou um campo relvado), mais elevada deve ser a sua sobreposição, frequentemente até 85% ou 90%. O software de cartografia utiliza pontos de ligação – pistas visuais únicas – para unir as imagens num mapa. Se todas as imagens tiverem o mesmo aspeto, é muito mais difícil juntá-las, pelo que é necessária uma maior sobreposição. Pense nisto um pouco como montar um puzzle – se todas as peças forem iguais, é mais difícil de montar, por isso precisa de mais pistas.

Outros parâmetros de voo recomendados incluem altitude de 200-300 pés, velocidade de 11-12 mph (nota: se utilizar o MGC, este definirá automaticamente a melhor velocidade para o seu plano de voo) e ângulo da câmara de 90 graus para mapeamento 2D.

Se estiver a utilizar o Measure Ground Control, pode criar trajectórias de voo em grelha automatizadas no portal Web ou na aplicação de voo. Ao utilizar o portal web, os planos de voo serão automaticamente sincronizados com a aplicação de voo MGC para o piloto no terreno.

Etapa 3: Voar e captar dados

Uma vez que já criou uma trajetória de voo em grelha automatizada, voar e recolher dados é simples. Comece por preencher uma lista de verificação pré-voo na aplicação de voo MGC para se manter organizado no terreno e garantir que o protocolo adequado é seguido. Confirmar as condições meteorológicas e do espaço aéreo e, se necessário, obter autorização em tempo real através da LAANC (para voar perto dos aeroportos participantes).

Agora, basta certificar-se de que o local de descolagem (e aterragem) está nivelado e livre de obstáculos, fazer os últimos ajustes e iniciar o voo. O seu drone recolherá automaticamente dados de acordo com a sua trajetória de voo e parâmetros. Mantenha o contacto visual com o seu drone e assegure-se de que este avança em cada segmento do seu voo em grelha conforme planeado.

Se, por qualquer razão, precisar de voltar a voar uma parte da sua grelha, a aplicação de voo MGC torna-o fácil. Não é necessário refazer toda a trajetória de voo desde o início.


Registos de voo_2
Dados do registo de voo no portal Web da MGC

O seu voo completo cria um registo de voo que combina a sua lista de verificação, equipamento e informações de localização com dados de telemetria como inclinação, guinada, rotação, altitude e velocidade. Como operador profissional de drones, vai querer registar todos os voos para efeitos de acompanhamento e conformidade.

Com a aplicação de voo MGC, os registos de voo detalhados são automaticamente carregados para a plataforma web MGC através de um sistema seguro de armazenamento em nuvem executado em servidores baseados nos EUA. Os registos também podem ser adicionados com o DJI Log Sync ou manualmente.

Passo 4: Carregar e processar dados

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Confirmação de imagens para processamento no MGC

Após a recolha de dados, carregará as suas imagens para processamento. Reveja sempre os seus dados antes de os processar para confirmar a qualidade e a exaustividade do seu conjunto de dados. Certifique-se de que as imagens são nítidas e de que não foram esquecidas quaisquer áreas, e de que não existem imagens perdidas que não pertençam ao seu mapa. Lembre-se de que a entrada de dados errados é igual à saída de dados errados, por isso é importante criar o seu mapa utilizando um conjunto completo de imagens de qualidade.

No MGC, carregue os seus dados brutos para a página da missão, onde todas as informações relacionadas com a missão são mantidas num único local. Terá a oportunidade de rever cada imagem juntamente com o respetivo local de captura. Confirme a qualidade dos dados e exclua quaisquer imagens que não pertençam ao grupo antes do processamento.

Quando estiver satisfeito com o seu conjunto de dados em bruto, pode prosseguir com o processamento das suas imagens. Os passos necessários dependerão do software que estiver a utilizar. Alguns softwares podem ser complicados e requerem formação específica e/ou experiência em análise de dados SIG. Outros softwares, como o Measure Ground Control, utilizam definições optimizadas e permitem processar dados com o premir de um botão. O tempo de processamento varia entre uma hora para mapas pequenos e mais de 24 horas para mapas muito grandes, com mais de 1500 imagens.

Com o MGC, as imagens são processadas e os produtos de dados são criados através de uma integração perfeita com o Pix4D, o líder da indústria em fotogrametria.

Passo 5: Obtenha os seus mapas

Produtos de dados_700W

Uma vez concluído o processamento, tem acesso aos seus produtos de dados. Para este exemplo, escolhemos os três produtos de dados padrão produzidos pelo Measure Ground Control:

  • Ortomosaico
  • Modelo Digital de Superfície (DSM)
  • Mapa de contorno

Dependendo do software que estiver a utilizar, pode visualizar os seus mapas, fazer medições ou exportar ficheiros para utilização noutras plataformas de software SIG.

O visualizador de mapas do Ground Control é uma plataforma avançada para visualizar os seus produtos de dados em 2D. Pode efetuar medições básicas, ativar e desativar produtos de dados, importar a sua própria camada 2D e adicionar informações como a trajetória de voo.

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