O Perfilamento a Laser foi introduzido no Brasil em 2001, e desde esta época a Petrobras vem utilizando esta tecnologia para melhorar a precisão altimétrica de seus trabalhos bem como obter os dados de uma forma mais rápida. Recentemente foi possível utilizar esta tecnologia em região amazônica e os resultados obtidos a partir da comparação com outros métodos comprovam sua aplicabilidade em regiões florestadas.

A complexibilidade do dossel da floresta amazônica é fator dominante na obtenção de um Modelo Digital do Terreno (MDT), interferindo na escolha da melhor metodologia para se obter dados altimétricos confiáveis para a elaboração de projeto executivo.

Nos últimos trabalhos altimétricos realizados para projeto básico do Gasoduto Coari–Manaus foram empregadas três metodologias conhecidas, permitindo uma análise mais criteriosa de suas características em região florestada.

O gasoduto possui aproximadamente 550 Km (incluindo seus ramais) e está localizado em plena Floresta Amazônica, o que representa um grande obstáculo para a elaboração de uma cartografia precisa e confiável.

No momento da abertura da faixa do duto no primeiro trecho da obra foram constatadas as influências da aplicação destas metodologias de implantação de faixa de duto para regiões densamente arborizadas como a Amazônica.

A utilização da aerofotogrametria convencional e restituição de imagens apresentaram algumas restrições para a elaboração do MDT em questão.

Confiabilidade

Com o objetivo de aumentar a confiabilidade dos produtos existentes foi utilizado o sistema de Perfilamento a Laser e a topografia convencional na definição do traçado do trecho Coari–Manaus.

No decorrer dos estudos de implantação deste empreendimento foram utilizadas três metodologias de obtenção de dados planialtimétricos: restituição aerofotogramétrica, perfilamento a Laser e poligonação topográfica/GPS, o que possibilitou comparar os resultados de cada uma.

Poligonal topográfica

As informações foram obtidas através da implantação de poligonal exploratória, método este considerado como referência nas comparações, por ser o mais preciso. A poligonal foi realizada entre os meses de outubro 2005 e março de 2006. O levantamento de campo foi executado a partir de uma poligonal principal de primeira ordem determinada com equipamentos GPS de dupla freqüência, com pares de pontos espaçados em média a cada 10 Km ao longo da diretriz do duto. A locação dos pontos da diretriz foi realizada com estação total, em intervalos de 20 metros, sendo a cota dos pontos determinada pelo nivelamento trigonométrico.

Restituição aerofotogramétrica

Corresponde à captação fotogramétrica da altimetria por meio de restituição estereofotogramétrica altimétrica provenientes de uma cobertura aerofotogramétrica na escala 1:20.000 realizada nos meses de fevereiro a abril de 2004, com câmara aérea ZEISS RMKA 15/23.

Perfilamento a Laser

Foram obtidos através de varredura Laser, utilizando seus arquivos originais, sem tratamento de MDT (Modelo Digital do Terreno) no período de março a maio de 2004. O equipamento utilizado foi o ALTM 20/25 da Optech inc., com altura de vôo de 1300m e freqüência de varredura de 25 kHz.

A comparação dos resultados de cada metodologia foi feita em regiões que possuíssem uma amostragem significativa de dados. Este parâmetro significa que as tecnologias envolvidas devem possuir pontos de comparação em densidade suficiente para um estudo comparativo detalhado e com o mínimo de influência de características intrínsecas da região, como regiões com terrenos inundados.

figura
->Região de floresta densa (escala horizontal e vertical em metros)

A distribuição dos pontos Laser é muito significativa no momento da criação da superfície para comparação, pois quanto mais dispersa a distribuição, menor é a qualidade da interpolação altimétrica, por este motivo sugere-se a utilização de um equipamento com maior freqüência de varredura.

Para que os trechos analisados tivessem a mesma consistência de dados foram eliminadas algumas áreas, principalmente pelo fato de que as capturas dos dados Laser, Fotogrametria e a Poligonal Topográfica foram feitas em épocas diferentes e a variação das cotas de inundação na Bacia do Rio Solimões é grande, podendo chegar a 14 metros. As áreas de travessias e zonas de inundação não foram comparadas.

tabela
->Análise comparativa

Observação: as diferenças positivas e negativas são em relação à poligonal topográfica.

Os resultados alcançados com as comparações realizadas confirmam a eficiência do perfilamento a Laser em relação às demais alternativas, principalmente aquelas delimitada pela faixa de servidão e que podem auxiliar os projetos de engenharia com relação às atividades de movimentação de grandes volumes de cortes e aterros.

O Laser é uma boa alternativa por fornecer um padrão vertical de medição de dados, com penetração razoável em área florestada e com versatilidade suficiente para atuar em áreas remotas.

Neste caso, mesmo o planejamento da cobertura Laser tendo sido concebido com a intenção de estudo de passagem de faixa, os resultados foram promissores em relação às outras tecnologias e poderiam ser até melhores se consideradas algumas alterações nos parâmetros de vôo Laser, caso fossem calculados para um vôo de perfilamento de diretriz já definida.

Apesar da Região Amazônica não apresentar características de sub-vegetação (vegetação abaixo da vegetação principal), o terreno possui muitos elementos que interferem no retorno Laser, como troncos e galhos caídos ou entremeados na vegetação principal, além das micro-áreas alagadas que podem ter sido interpretadas como sendo terreno na época do levantamento Laser.

Assim, um dos fatores considerados como deformadores da qualidade do Laser são os derivados de restos de vegetação e de não-terreno, comuns na Região Amazônica, o que foi comprovado pelos registros fotográficos das equipes de poligonação.

Podemos considerar que quanto mais fechado o ângulo de varredura Laser, melhor a penetração e menor o efeito de erro na borda do perfilamento. Para um estudo em diretriz já definida, este ângulo pode ser reduzido, dando melhores condições de penetração e distribuição de pontos no terreno (maior densidade).

Finalmente a densa vegetação impede a obtenção de break lines, as quais são de extrema importância no momento da geração das curvas de nível. As break lines melhoram o desenvolvimento das curvas, tanto para a fotogrametria quanto para a derivação das mesmas do perfilamento Laser.

Maiores informações sobre o Perfilamento Laser na página www.lidar.com.br e www.esteio.com.br  

Fabio Amarante Silva
Engenheiro mecânico
Engenheiro de equipamentos – Petrobras

Wanderley Kampa Ribas
Engenheiro cartógrafo
Esteio Engenharia e Aerolevantamentos S.A.

O conteúdo completo do trabalho poderá ser obtido junto aos autores.