Consultoria valoriza o geomarketing

A coleta de grande quantidade de dados com alta precisão. É o que promete a tecnologia Laser Scanner. Novos equipamentos, terrestres ou aerotransportados, capturam dados tridimensionais e permitem a obtenção de informações precisas e detalhadas da realidade em um computador.

Diferentemente da Fotogrametria, o Laser Scanner possibilita a utilização dos dados logo que são capturados, eliminando o longo trabalho de restituição fotogramétrica, no caso de levantamentos aéreos, ou o processamento e modelamento de estruturas dos levantamentos terrestres.

"Em geral, o Laser Scanner é composto por uma unidade que emite um feixe de luz que calcula a distância entre sua posição e a estrutura medida através do tempo de viagem do feixe de luz até retornar ao Scanner. Internamente o Scanner possui recursos para fazer uma perfilagem, ou seja, emitir o feixe sobre toda a área de levantamento e ainda armazenar este dados", explica o engenheiro Boaz Teixeira, que atua na Santiago & Cintra.

Ao se utilizar o equipamento, devem ser aplicadas algumas correções, em função da localização do Scanner (aerotransportado ou em terra). Duas formas desta tecnologia estão sendo utilizadas no Brasil: Altimetria a Laser e As-built.

Antes disso, surgiram os softwares de geração automática do Modelo Digital de Terreno (MDT) baseados no processo de correlação automática de imagens. O problema é que estes softwares sofrem as limitações do processo, ou seja, necessitam imagens de boa qualidade com textura homogênea além do uso intenso de capacidade de processamento com escanerização e processamento propriamente dito. Já o Laser permite um mapeamento altimétrico mais direto com diversas aplicações na engenharia.

Segundo o engenheiro Amauri Brandalize, da Esteio Engenharia e Aerolevantamentos, um sistema a Laser aerotransportado consiste basicamente dos seguintes componentes, instalados a bordo de uma aeronave:
 Um sensor responsável pela emissão de pulsos LASER que vão até o solo e voltam, permitindo o cálculo da distância sensor-solo;
 Um sistema inercial responsável pelo posicionamento extremamente preciso do sensor no momento do disparo do feixe LASER;
 Um sistema GPS responsável pelo posicionamento relativo preciso, a intervalos de tempo regulares (1s), permitindo que a partir destes pontos o sistema inercial possa ser referenciado;
 Unidades de memória, computadores e programas específicos que permitem o processamento dos dados adquiridos até a obtenção do produto final.

"O sistema é preciso, a ponto de estar substituindo a componente altimétrica em muitos trabalhos onde a altimetria seria obtida pelo processo fotogramétrico e até mesmo o levantamento topográfico. Esta precisão está vinculada a vários fatores que requerem um planejamento adequado. Os fabricantes garantem uma precisão melhor que 15 centímetros para uma altura de vôo de 1.000m (válido para 68% dos pontos testados)m, sendo que na prática os valores encontrados são ainda melhores", informa Amauri Brandalize.

De acordo com o Ministério da Defesa, a Altimetria a Laser é considerada um aerolevantamento, sendo controlada pela legislação vigente. Portanto, a aeronave e o equipamento precisam estar homologados no Departamento de Aviação Civil especificamente para esta atividade, assim como a empresa deve estar inscrita no Ministério da Defesa, pois é obrigatóriao a licença para realização do trabalho.

Há quem se pergunte por que adotar a nova tecnologia em substituição à Restituição. Mas as vantagens da Altimetria a Laser ficam evidentes quando se comparam os custos e prazos, que são menores. Também a obtenção de dois produtos com inúmeras aplicações (Modelo Digital de Terreno e Modelo Digital da Superfície) conta pontos a favor do Laser.

"Em recentes trabalhos que a empresa realizou para a Petrobras, a altimetria obtida para compor as ortofotos tanto na retificação diferencial como na apresentação de curvas de nível foi derivada de Perfilamento a Laser. O processo foi mais rápido quando comparado com a fotogrametria convencional permitindo obter os dados altimétricos em 20% do tempo esperado para o processo antigo", exemplifica Amauri Brandalize. "Também em locais de difícil obtenção de informação altimétrica como a Floresta Amazônica devido a densidade de vegetação, dificuldade de acesso, questões ambientais e principalmente condições atmosféricas, o Perfilamento a Laser cumpriu o seu papel. Em levantamentos altimétricos de rios nos estados do Pará e Mato Grosso, este sistema permitiu a obtenção de curvas de nível em ¼ do tempo necessário para uso de processos convencionais", completa o engenheiro da Esteio.

"A unidade de Laser Scanner Terrestre possui dois espelhos giratórios que permitem que se faça um perfilamento vertical na estrutura compreendida na cena. Uma cena é formada por um campo de visão de 40º horizontal por 40º vertical. Dentro de uma cena é possível coletar até 1 milhão de pontos com uma densidade de até ¼ de milímetro. O resultado final é uma nuvem de pontos que permite ao operador fazer uso imediato dos dados, como obter distâncias em estruturas, analisar interferências com projeto de novas estruturas", explica o especialista da Santiago & Cintra.

Depois de coletados os pontos é feito um modelamento tridimensional por processo estatístico, garantindo a criação dos elementos paramétricos que representam a realidade. A precisão final do processo, levantamento em campo e modelamento tridimensional é de 2 mm.

Outra diferença entre os processos está no resultado final do modelamento. Na Fotogrametria, para uso do elemento levantado, este deverá ser modelado, o que pode tornar um projeto custoso demais quando for necessário modelar pequenos objetos. Com a nuvem de pontos é possível encontrar o melhor equilíbrio entre custo e resultado prático, fazendo apenas o modelamento de estruturas principais, porém sem perder a informação do posicionamento dos detalhes, uma vez que eles foram capturados com pontos coordenados. É possível ainda se ter um modelo híbrido, em que algumas estruturas permanecem em nuvem de pontos, dando ao projetista informação completa e assegurando um trabalho mais seguro.

Além disso, o alcance limitado da Fotogrametria constitui em alguns casos um obstáculo, principalmente em áreas de risco. Por ter um alcance médio de 20 metros, muitas vezes o operador deverá estar dentro da área de risco para poder realizar um levantamento preciso. Já o Scanner, com um alcance de 150m para coleta de dados precisos, minimiza o risco ao deixar o operador mais distante das áreas perigosas.

O Laser Scanner é uma ferramenta relativamente nova, com menos de dez anos. O seu uso comercial é muito recente e, como toda nova tecnologia, seu custo de aquisição é alto. Contudo, já apresenta vantagens sobre os métodos existentes. "Sem dúvida, será a tecnologia de coleta de dados tridimensionais do futuro", conclui Boaz Teixeira.