Geração de base cartográfica tridimensional com o uso de veículo aéreo não tripulado (VANT)

Abstract

O presente trabalho tem por objetivo elaborar uma base cartográfica tridimensional, a partir de dados obtidos com o uso de veículo aéreo não tripulado (VANT), para subsidiar as análises de dispersão de poluentes atmosféricos. A área piloto escolhida para desenvolvimento desta pesquisa se situa no município de Candiota, estado do Rio Grande do Sul, e abrange o complexo termelétrico de Candiota e a região de seu entorno. A modelagem da dispersão de poluentes pressupõe o conhecimento da intensidade das emissões e da superfície física da região. Os dados dos poluentes são obtidos de maneira pontual, a partir de estações de medição, e o conhecimento da região se dá a partir de bases cartográficas com a representação das feições planimétricas e do relevo. Porém, os mapas disponíveis para grande parte do território nacional são em escalas médias e pequenas (1:25000, 1:50.000, 1:100.000, 1:250.000) e estão desatualizados. Neste contexto, a geração de uma base cartográfica atualizada, precisa e em escala grande possibilita melhorar a qualidade das análises de dispersão de poluentes. Além disso, ao considerar que a dispersão se dá no nível atmosférico e não no nível da superfície, a representação tridimensional das feições permite identificar áreas de deposição com maior grau de detalhamento. A metodologia adotada envolve as seguintes etapas: pré-sinalização/apoio de campo, execução do voo, processamento das fotografias, geração de ortofoto, geração do Modelo Digital do Terreno (MDT), geração do Modelo Digital de Superfície (MDS), vetorização e elaboração da base cartográfica tridimensional. O programa utilizado para processamento das fotografias, para geração de ortofoto e do MDS é o Photoscan. Já para as etapas de geração do MDT, restituição e geração do mapa tridimensional foram utilizados os softwares Photoscan, Cloud Compare, FME workbench e QuantumGIS, respectivamente. Os processos resultaram em uma base cartográfica tridimensional de boa qualidade, que contribuirá para os trabalhos direcionados a análises de dispersão de poluentes, e também para demais estudos a serem desenvolvidos na mesma área.

The objective of this work is to design a three-dimensional base map, using an unmanned aerial vehicle (UAV), to support dispersion of air pollutants analyses. The study area for this research is part of a small town called Candiota in the State of Rio Grande do Sul, and comprises the thermoelectric complex region and its surroundings. Dispersion of air pollutants modeling requires the knowledge of emissions intensities and of physical characteristics of the region. Air pollutants data are discretely taken from monitoring stations, and the physical characteristics of the region are represented on topographic maps. However, for the most part of the country, the topographic maps are in medium and small scales (1: 50.000, 1: 100.000, 1: 250.000) and are not updated. In this context, the generation of a precise and updated base map on large scale (1: 5.000), can improve the quality of dispersion of air pollutants analyses. In addition, considering that the dispersion occurs in the atmospheric level and not at the surface level, the three-dimensional representation of features allows one to identify deposition areas with a higher level of detail. The methodology entails the following stages: pre signaling/ground control, flight execution, photo processing, ortophoto generation, Digital Terrain Model (DTM) and Digital Surface Model (DSM) generation, vectorization and three-dimensional base map design. The program used for photo processing, orthophotos generation and DSM was Photoscan. For the steps of generation of the DTM, vectorization and three-dimensional base map were used the software Photoscan, Cloud Compare, FME workbench and QuantumGIS respectively. The processes resulted in a three-dimensional base map of good quality, which will contribute to the directed studies to dispersion of air Pollutants, and other studies to be developed in the area.