Conheça mais sobre o laser scanner terrestre em três dimensões
A necessidade de medições em 3D não é recente. Inicialmente os dados eram coletados em 2D, sobre um plano horizontal, e fazendo uso de alguma técnica eram complementados com a elevação, tornando-os 3D. Com a necessidade, em cada época buscou-se técnicas de medição que permitissem a obtenção de forma mais rápida e precisa.
Na década de 50 surgiram os Medidores Eletrônicos de Distância (MED) usando ondas eletromagnéticas para obtenção da distância de forma remota e, assim, calcular pontos em 3D com a junção dos ângulos medidos a partir de um teodolito. A busca da automação com o avanço da microcomputação culminou na criação das estações totais na década de 80 e em meados da década de 90 as estações totais robóticas.
Com o advento do laser em diversas áreas da ciência, as medições não ficariam de fora e surge então, por volta do ano 2000, a estação total que mede sem prisma e também o escâner a laser tridimensional.
Popularmente conhecido como laser scanner 3D, este equipamento se desenvolveu rapidamente antes mesmo de sua popularização. A designação se deu pelo uso essencial do Laser para as medições lineares e da varredura (scanner) horizontal e vertical para as medições angulares de forma muito mais rápida que as estações totais. O título 3D surgiu pelo fato dele armazenar, como dado bruto, essencialmente coordenadas XYZ, calculadas em tempo real a partir das medições lineares e angulares.
A aplicação do Laser Scanner 3D Terrestre (LS3D) é bastante ampla e será o foco da nossa coluna. O funcionamento do LS3D é bastante simples e muito se parece com o esquema de uma estação total, porém não possui limbo para a leitura angular. O LS3D possui giro com passos pré-determinados, onde cada etapa representa um ângulo calculado em função da resolução espacial requerida. Serão nestes ângulos pré-determinados, tanto na horizontal quanto na vertical, que teremos os ângulos b e a e a medição D (figura1). Estas coordenadas polares são transformadas matematicamente em retangulares (XYZ), e então referenciadas ao centro do LS3D. São estas coordenadas que são armazenadas pelo LS3D.
Em geral, o giro vertical é controlado por servo-motor, atuando sobre um prisma ou espelho que reflete e direciona o laser (figura 2). Já para o giro horizontal, o servo-motor normalmente atua sobre o corpo do equipamento, permitindo um giro de 360º na horizontal. Porém, existem modelos que o servo-motor atua também sobre o espelho para o giro horizontal, limitando o escaneamento à janela disponível no equipamento.
O que define o valor do giro para medição de cada ponto é a resolução configurada pelo usuário. A resolução é determinada pelo espaçamento horizontal (H) e vertical (V) entre os pontos medidos numa determinada distância (D) padronizada (figura 3). Portanto, para definir a precisão posicional de um equipamento LS3D, não basta saber a precisão linear, mas também a precisão angular.
Rovane Marcos de França
Professor de geodésia e georreferenciamento do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina (IFSC) e consultor da Vector Geo4D. Engenheiro civil, técnico em geomensura e Estradas. Experiência em levantamentos com laser scanner há três anos em várias aplicações, usando diversos softwares de processamento e modelagem de nuvem de pontos
rovane@vector.agr.br
