O Perfilamento a Laser foi introduzido no Brasil em 2001, e desde então a Petrobras vem utilizando esta tecnologia para melhorar a precisão altimétrica de seus trabalhos e para obter dados de forma mais rápida. Recentemente foi possível utilizá-la em Região Amazônica, e os resultados obtidos a partir da comparação com outros métodos comprovaram que essa tecnologia é uma excelente alternativa também em regiões florestadas.
A elevada densidade da vegetação na Região Amazônica é fator dominante na obtenção de um MDT (Modelo Digital do Terreno), interferindo na escolha da melhor metodologia de obtenção de dados altimétricos confiáveis para a elaboração do projeto executivo. Nos últimos trabalhos altimétricos realizados para o projeto básico do Gasoduto Coari–Manaus, foram empregadas metodologias conhecidas, permitindo análise mais profunda das características em região florestada. O gasoduto possui cerca de 550 Km (incluindo seus ramais) e está localizado em plena Floresta Amazônica, representando 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 influências da aplicação destas metodologias de implantação de faixa de duto para regiões densamente arborizadas. A utilização da aerofotogrametria convencional e restituição de imagens apresentaram algumas restrições para a elaboração do projeto.
Com o objetivo de aumentar a confiabilidade dos produtos existentes, foi utilizado o sistema de Perfilamento a Laser, e a topografia convencional para definição do traçado do trecho Coari–Manaus.
No decorrer dos estudos de implantação deste empreendimento foram utilizadas três metodologias para obtenção de dados planialtimétricos: restituição aerofotogramétrica, perfilamento a Laser e poligonação topográfica/GPS, possibilitando a comparação dos resultados de cada uma:
• Poligonal topográfica: as informações foram obtidas através da implantação de poligonal exploratória, método considerado referência nas comparações, por ser o mais preciso. A poligonal foi realizada entre outubro de 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, que foi realizada de fevereiro a abril de 2004, com câmara aérea ZEISS RMKA 15/23;
• Perfilamento a Laser: obtidos através de varredura Laser, utilizando arquivos originais, sem tratamento de MDT. Realizado de março a maio de 2004, com equipamento ALTM 20/25 da Optech Inc., altura de vôo de 1.300m, e freqüência de varredura de 25 kHz.
-> Região de floresta densa (escala horizontal e vertical em metros)
Uma outra metodologia também foi utilizada, na comparação, entretanto, por falta de informações sobre o Datum utilizado, não foi possível incluí-la neste artigo.
A comparação dos resultados de cada metodologia foi feita em regiões com 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 áreas com terrenos inundados.
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 isso, 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 porque as capturas dos dados Laser, Fotogrametria e a Poligonal Topográfica foram feitas em épocas diferentes. Deve-se reforçar que 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.
Os resultados alcançados com as comparações realizadas confirmam a eficiência do perfilamento a Laser em relação às demais alternativas, principalmente àquelas delimitadas 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.
-> Análise comparativa
O Laser é a melhor tecnologia por fornecer um padrão vertical de medição de dados, com penetração razoável em área florestada e com versatilidade suficiente para atuar em áreas remotas. Sua eficiência já foi comprovada em áreas limpas e agora também em áreas florestadas.
Neste caso, mesmo com 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 folhagem 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, na época do levantamento Laser, podem ter sido interpretadas como sendo terreno. 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, que têm 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.
Este artigo foi elaborado a partir de um extenso trabalho realizado na fase dos levantamentos. O conteúdo completo do trabalho poderá ser obtido junto aos autores.
Maiores informações sobre o perfilamento Laser nos sites:
www.lidar.com.br e www.esteio.com.br.
Fabio Amarante
Engenheiro mecânico, engenheiro de equipamentos – Petrobras
Wanderley Kampa Ribas
Engenheiro cartógrafo – Esteio Engenharia e Aerolevantamentos S.A.