O mapeamento urbano 3D ajuda o setor de telecomunicações a prestar serviços com mais eficiência
Por Izabel Cecarelli
As técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento vêm se desenvolvendo impulsionadas pelos avanços tecnológicos de equipamentos, softwares e sensores imageadores. Paralelamente, o mercado para estas tecnologias tem-se expandido à medida em que se desenvolvem novas aplicações, e que melhora a relação entre o custo da técnica e o benefício alcançado com seus resultados. Atualmente, é o setor de telecomunicações sem fio que está buscando soluções entre as geotecnologias, mais especificamente nos dados de mapeamento urbano 3D. A situação no mercado de telecomunicações, hoje, com várias operadoras disputando os clientes e procurando oferecer um bom serviço a custos reduzidos, implica um maior planejamento na fase de projeto, para evitar a instalação de antenas em número maior que o necessário, ou menor, ou em local inadequado.
O mapeamento urbano 3D é um mecanismo para a reconstituição dos obstáculos encontrados durante a propagação das ondas eletromagnéticas – responsáveis pela transmissão de voz e dados – no percurso que estas fazem entre um transmissor, um repetidor e um receptor de sinal, dentro de áreas urbanas.
As empresas de telefonia celular são hoje as principais usuárias desse tipo de dado. No caso delas, entenda-se o retransmissor (repetidor) como as estações de radiobase (ou ERBs), instaladas sobre torres ou antenas, e como transmissor e receptor, os aparelhos de telefone celular. O mapeamento 3D torna mais garantido e eficiente o processo de decisão quanto ao posicionamento das antenas.
Foto aérea usada para o mapeamento 3D, mostra cidade de Volta Redonda.
Antes da abertura do mercado de telecomunicações através das privatizações e antes do grande impulso da telefonia celular, as empresa realizavam levantamentos em campo para medir a intensidade do sinal que chegava às suas antenas. Faziam isso para a implantação do sistema e depois, mediante reclamações do usuário, faziam novas checagens em campo para verificação e consequente melhoria de sinal, ou seja, não usavam dados de mapeamento em 3 dimensões, somente mapas de arruamento das cidades para localização de concentrações de usuários (portadores de telefone) e locação de antena.
A grande diferença é que o número de assinantes era reduzido e poucas antenas davam conta da demanda. Também não havia tanta concorrência como agora, com várias operadoras disputando os clientes e procurando oferecer um bom serviço a custos reduzidos. Isso implica em um maior planejamento na fase de projeto, para evitar desperdícios com a instalação de um número de antenas maior que o necessário, ou o contrário, que é instalar um número menor, ou em local inadequado e deixar o cliente sem cobertura de sinal.
Outro segmento que se utiliza de tais dados é um dos sistemas de TV por assinatura, o MMDS (Multipoint Multichannel Distribution System), também chamado nos EUA de wireless cable. Neste caso, uma estação retransmissora (headend) recebe os sinais das programadoras, codifica-os e transmite-os através de microondas aos receptores (assinantes). Para compensar a perda de intensidade do sinal com a distância percorrida e obstáculos como prédios ou acidentes geográficos, são instalados amplificadores e outros equipamentos que refletem o sinal e tornam possível a visada das antenas. Para o posicionamento ótimo destes equipamentos, são feitas análises com o auxílio de bases de dados do mapeamento urbano 3D.
Passo a passo
As informações que modelam o espaço urbano tridimensional são captadas pelo profissional de geoprocessamento e disponibilizadas em formato adequado para o tratamento em softwares que simulam a propagação das ondas eletromagnéticas. O que se fornece ao usuário é uma representação espacial tridimensional do ambiente, ou um ambiente georreferenciado.
Para a obtenção dessa representação, combinam-se os conhecimentos de fotogrametria, para trabalhar com os dados provenientes de fotografias aéreas; conhecimentos de geoprocessamento, trabalhando os dados em um ambiente GIS; conhecimento das necessidades do usuário, para discernir como e o que restituir como informação adequada e relevante; conhecimento em interoperabilidade entre sistemas, pois os dados obtidos e restituídos deverão ser convertidos para o formato utilizado pelo usuário final; e conhecimento em análise espacial, controlando, assim, a qualidade dos dados.
A geração das bases de dados urbanos 3D comumente é feita a partir da restituição digital de fotografias aéreas, tomadas em escala 1:8.000. Os dados são restituídos geralmente em escala 1:2.000, apresentando precisão de aproximadamente 1m em Z (altura) e de 10m em X e Y (posicionamento).
A partir de arquivos raster dos diapositivos ou negativos das fotografias aéreas, obtidos em scanner de alta precisão – com resolução de 900 dpi – são feitos os processos necessários de orientação interna e externa dos modelos aerofotogramétricos, com base em pontos de apoio obtidos por GPS diretamente no campo, ou com base em cartografia de escala 1:5.000 a 1:2.000.
Feita a orientação das fotografias, passa-se ao processo de restituição digital. São restituídos os contornos de todas as edificações presentes e feitas as associações com seus atributos de altura. Esses dados são superpostos ao modelo digital de elevação (DEM) da superfície do terreno, gerando uma modelagem precisa da superfície do solo somada aos elementos que se projetam sobre a mesma. São restituídos também a vegetação, muros, eixos de ruas (linhas centrais às ruas e avenidas) e informações de referência como rios, lagos e praças.
Restituição digital das feições dos prédios, casas e quadras.
A restituição digital é executada com o auxílio de softwares especialistas como, por exemplo, o OrthoEngine, da PCI Geomatic Group, o SSK, da Intergraph, ou ainda o Erdas Imagine, da Erdas, entre outros. Os produtos finais são gerados em formato raster ou vetorial, de acordo com o software utilizado pelo usuário final, para a predição ou modelagem da propagação de sinal.
Esta aplicação de geotecnologias junto ao mercado de telecomunicações acaba difundindo os conceitos e mecanismos de geoprocessamento entre os profissionais dessa área, como os engenheiros de telecomunicações, aumentando cada vez mais o seu círculo de usuários.
Izabel Cecarelli é formada em geologia e mestre em sensoriamento remoto pelo INPE. Atualmente é diretora da Geoambiente. E-mail: izabel@geoambiente.com.br. Site: www.geoambiente.com.br