A evolução histórica do Laser Scanner 3D (LS3D) Terrestre andou lado a lado com a história dos 15 anos da MundoGEO. Apesar de ser a metodologia mais nova nas medições de campo, o LS3D utiliza o mesmo princípio da estação total, onde basicamente é feita a medição de ângulos e distâncias para o posicionamento 3D. A diferença está na coleta abundante de informações num curto período de tempo feita pelo LS3D, versus a escolha meticulosa de pontos em campo com uma estação total ou GNSS. A gigante quantidade de dados coletada com o LS3D, desde o principio encanta os usuários que sempre sonharam com mais dados do que o necessário, permitindo de forma segura a obtenção das informações.
O nome adotado de Laser Scanner 3D 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.
Nestes 15 anos, o equipamento vem se desenvolvendo rapidamente, mais rápido que sua popularização, o que de certa forma contribui para o receio dos usuários em decidir pelo investimento. Podemos dividir a evolução do LS3D até os dias de hoje em quatro gerações:
1ª) Lançados por volta de 1997, estes equipamentos eram grandes e lentos se comparados com o que temos hoje. A frequência de medição variava de mil a 5 mil pontos por segundo, o que impressionava muito os usuários que estavam se acostumando com as estações totais que tinham se tornado, há poucos anos, o equipamento padrão de topografia no Brasil. Necessitava de um computador para armazenamento e fonte de energia externos. Trabalhos de grande extensão eram limitantes, seja pelo tempo para serem executados, seja pela quantidade de dados gerada. O alcance era de no máximo 200 metros. O prisma de direcionamento do laser era servo-motorizado, porém limitado a uma janela, pois o corpo do equipamento era fixo. Era necessário então girar o equipamento manualmente para obter uma nuvem no entorno do equipamento. A aplicação viável estava na indústria, onde nunca antes fora possível medir o nível de detalhes possível com o LS3D. Os equipamentos mediam a distância usando a técnica Time of Flight (TOF).
2ª) Por volta de 2000 foram lançados equipamentos ainda grandes, mas com servo-motores para giro de 360 graus na horizontal e alguns modelos usam a técnica Diferença de Fase (Phase Shift). Com isso, houve um grande aumento da frequência de medição dos pontos, permitindo registro de mais de 100 mil pontos por segundo. Os equipamentos que mediam usando TOF ganharam em alcance, chegando a até 600 metros. Aumentou a produtividade e iniciou a aplicação em trabalhos de infraestrutura, sobretudo em mineração. As fotografias associadas à nuvem de pontos viraram realidade.
3ª) Há cinco anos (2007) houve o lançamento de equipamentos integrados (armazenamento, bateria e câmera fotográfica). Alcance e frequência de medição foram melhorados, atingindo 2 quilômetros e 500 mil pontos por segundo. A portabilidade e robustez tornaram-se características fortes nos equipamentos. Ampliou-se o uso em arquitetura. Softwares ficaram mais amigáveis e hardware com melhor desempenho permitiu melhor análise na extração das informações. Associação com outros sensores, como o GNSS, agilizaram o trabalho de campo e buscaram integração de tecnologia para aumento de produtividade, fator fundamental para a popularização da tecnologia. Surgiu o primeiro Laser Scanner 3D Terrestre Móvel.
4ª) Em 2010 a integração, processamento e fotografias foram melhorados. Hoje, há equipamentos capazes de medir a até 4 quilômetros, outros com frequência de 1 milhão de pontos por segundo, outros com fotografias de 70 megapixel integradas. O poder de processamento chega a campo, permitindo inclusive que o registro (união das cenas) seja feito em campo com alguns cliques. O Laser Scanner 3D móvel conta com câmeras fotográficas que são associadas ao movimento. Os softwares adotam complexos algoritmos para modelagem e extração de informações de forma ágil.
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
