Não é segredo para a ninguém o fato do Brasil ser, explicitamente, um país carente de mapas e dados geográficos. A falta de um mapeamento sistematizado veio à tona, de fato, com a recente onda de desestatização de companhias elétricas e telefônicas, rodovias, ferrovias, mineradoras e áreas de extrativismo. Em muitos países do mundo, a empresa que adquire uma estatal recorre ao banco de dados do governo, e lá pode encontrar uma base cartográfica confiável e atualizada. Aqui, as empresas que adquirem bens, até então sob o poder do estado, e buscam dados cartográficos de suas aquisições, se deparam com a dificuldade de encontrar mapas que, quando existem, estão defasados e desatualizados.

Na opinião do executivo de desenvolvimento de negócios da Imagem Sensoriamento Remoto, de São José dos Campos, Lúcio Graça, é justamente esta carência que tem ocasionado a crescente valorização da ortofoto. Ao se depararem com a falta de informações, as empresas têm buscado imediatamente mapear suas propriedades – esta preocupação segue uma tendência global do mercado de mapear, localizar, referenciar, cadastrar, gerenciar e otimizar as informações. Dentro destas tendências, a localização geográfica relacionada a diversos tipos de dados é uma ótima ferramenta; e a ortofoto, especialmente, vem se apresentando como o recurso que permite mapear e atualizar dados com mais eficiência, eficácia, e muitas vezes mais economia.

A crescente busca pela ortofoto deve-se ainda às características exclusivas deste tipo de produto, que além de equivaler a um mapa de traço, permite ver exatamente o objeto e não símbolos representativos, como os mapas restituídos. "Esta substituição da técnica analógica pela digital que torna cada pixel devidamente georeferenciado dando para o usuário autonomia para capturar informações conforme as suas necessidades. Além disso o desenvolvimento das técnicas de produção torna as ortofotos significativamente mais baratas que a restituição (em torno de 50%)", explica Marco Néia, assessor técnico comercial da Engefoto, empresa de aerofotogrametria de Curitiba. Por exemplo, ao mapear um linha de transmissão com ortofoto é possível diferenciar postes, torres, podendo visualizá-los com todas as demais interferências na área, em vez de observar pequenas figuras geométricas, identificadas na legenda do mapa.

A ortofoto surgiu em 70 com um custo alto e uso bastante restrito. Os equipamentos eram complexos e caros. Com isso, poucas eram as empresas habilitadas a prestar tal serviço, assim como era difícil para uma empresa de pequeno ou médio porte ter condições de contratar e usufruir da tecnologia. Com a ascensão das tecnologias digitais é que aconteceu de fato o crescimento e popularização da ortofoto. A Imagem , por exemplo, trabalhava até então apenas com imagens de satélites e sistemas digitais. "Entramos para o mercado de ortofoto no momento de convergência entre as duas tecnologias: a aerofotogrametria e a as tecnologias digitais – já utilizadas pela empresa no sensoriamento por satélite", explica Lúcio Graça.

O que é Ortofoto
Ortofoto é a foto corrigida de todas as deformações presentes na fotografia aérea, decorrentes da projeção cônica da fotografia- que dá à foto um aspecto distorcido, como se a imagem tivesse sido arrastada do centro para as bordas da foto – e das variações do relevo, que resultam em variação na escala dos objetos fotografados.. A ortofoto eqüivale geometricamente ao mapa de traço, todos os pontos se apresentam na mesma escala, podendo seus elementos serem medidos e vetorizados com precisão. É possível medir distâncias, posições, ângulos e áreas, como num mapa qualquer.

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Ortofoto em 3D da Av. Paulista, em São Paulo.

Para obter a ortofoto é preciso converter a imagem original (fotografia aérea), de projeção cônica, em uma projeção ortogonal, e corrigir as deformações do relevo. Sendo assim, é necessário que a imagem seja digitalizada, que haja pontos de controle para orientação e um modelo digital do terreno.

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Diferenças entre imagem de satélite e aerofotogrametria
Especificidades e escalas diferenciam basicamente as aplicações e custos dos dois produtos. As escalas das imagens de satélite são menores, fornecem menos detalhes e são mais utilizadas em atualizações e mapeamentos que não exijam alta precisão.

A imagem de satélite apresenta a desvantagem de estar distante do consumidor final. Se por exemplo, você precisa de imagens de uma região específica de uma pequena cidade, é preciso primeiramente enfrentar a fila de espera do satélite, depois aguardar que o satélite passe pela região, torcer para que a visibilidade esteja boa e que haja poucas nuvens.

Além disso a imagem tradicional de satélite, mesmo a do IKONOS de alta resolução fornece dados com as mesmas distorções da foto aérea antes de ser corrigida; os elementos aparecem distorcidos, não podendo ser medidos e dimensionados com precisão. E fazer ortofoto de satélite ainda não é viável. "Fazer ortofoto do IKONOS, por exemplo, é impossível, pois a Space Imaging não divulga os parâmetros dos sensores do satélite. Em breve será possível obter ortofoto de alta resolução com imagens de satélites, quando estes dados forem divulgados" explica Lúcio Graça, da Imagem – que distribui imagens IKONOS no Brasil.

"Ainda que se torne possível fazer ortofoto de satélite , continua sendo pouco indicado para usuários de pequeno porte. Os custos , a demora, a burocracia e a impessoalidade do serviço não compensam", explica Lúcio Graça.

Como é feita
O primeiro passo é sobrevoar a área, fotografando trechos linearmente, em faixas paralelas, obtendo imagens seqüenciais, sobrepostas com uma margem de 60% a 80%.

Para tornar a foto original uma ortofoto, é preciso que antes se façam as correções necessárias, a partir de determinados parâmetros, obtidos através da aerotriangulação. O processo de aerotriangulação consiste na marcação dos pontos em campo por GPS, para conferir coordenadas e fazer a correlação da imagem com o terreno fotografado. Usualmente é feita a determinação de um a três pontos de apoio por modelo fotográfico.

As imagens são posteriormente digitalizadas, uma a uma, por um scanner específico. Já digitalizadas, as imagens passam para o processo de estereoscopia, que consiste na reprodução tridimensional através da sobreposição de duas imagens. São então restituídas as curvas de nível e interpoladas as coordenadas X,Y,Z, gerando uma malha regular e um modelo tridimensional, o MDT- Modelo Digital do Terreno. Na maioria dos casos, todo esse processo é feito por um operador, embora alguns softwares já permitam a geração automática do MDT.

Há dois níveis de correção da imagem: a geométrica, que corrige as dimensões; e a radiométrica que implica na melhoria da qualidade da imagem através da limpeza de efeitos criados pela atmosfera, contraste e ruídos na aquisição, geralmente uniformizadas pelo sistema RGB(Red, Green and Blue), já que a maioria das ortofotos é colorida, ou por escala de cinza no caso de imagens em preto e branco.

Feita as correções, a imagem pode ser vetorizada, ou seja suas formas, quando necessário, são restituídas em figuras, traços, linhas, permitindo a medição de distâncias, áreas e ângulos.

Que Escala Usar
As escalas variam conforme a necessidade e aplicação. Escalas maiores permitem perceber detalhes de até 30 cm, nível de resolução três vezes maior que o de satélite de maior resolução disponível atualmente. A escalas mais utilizadas variam entre 1:2.000 e 1:20.000, embora existam escalas de valores extremos como 1:250 e 1:30.000 para usos específicos e menos convencionais.

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Um mesmo cliente pode precisar de diversos níveis de detalhamento, por exemplo, uma prefeitura solicita um vôo com imagens de 1:2.000, que fornece detalhes de até 1 metro, específico para cadastro imobiliário. Posteriormente ela pode solicitar ainda, receber mapas diferenciados, extraídos do original de alta resolução, com diversas escalas, uma para cada aplicação, uma escala maior, com alto grau de detalhamento, ou uma menor, que dê uma idéia do geral, de toda a área. Esta possibilidade de variação da escala se dá pela opção feita na saída gráfica (plotagem do mapa).

A relação correta entre a escala do vôo e da ortofotocarta é imprescindível. É recomendada a ampliação de 3 a 4 vezes a escala do vôo para preservar a boa resolução. Para ortofotos 1:2.000, por exemplo, recomenda-se um vôo 1:8.000.

Para se ter uma idéia em números do tempo de execução e escalas, um projeto da Imagem – que segundo o presidente da empresa, Enéas Brum, é o maior projeto de aerofotogrametria do país – o mapeamento de uma área de 111.358 km² , equivalente a 2/3 de todo o Estado de São Paulo, levou cerca de 30 dias para ser totalmente fotografada, num total de 10.000 imagens de escala 1:5.000, obtidas de um vôo 1:30.000 (aqui a proporção entre escala e vôo foge a recomendação por se tratar de um uso que requer menor grau de detalhamento). Trata-se de um projeto de área rural, que será executado num período de oito meses total, desde a encomenda até a entrega do produto final para o cliente.

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Quem Usa
Projetos rodoviários, implantação de polidutos, linhas de transmissão, cadastros (rural e urbano) e estudos ambientais estão entre as principais aplicações das ortofotos executados pela Engefoto, onde praticamente 80% dos trabalhos de aerofotogrametria desenvolvidos atualmente pela empresa são associados a esta tecnologia. Usuários identificam rapidamente novas aplicações, quando apresentados ao produto, como agregados a perfis horizontais e verticais, caracterização do uso do solo, registro de sondagens entre outras informações.

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Na agricultura de precisão, o uso de ortofoto tem permitido o acompanhamento de grandes áreas, difíceis de serem percorridas pelo proprietário em toda sua extensão, a otimização do solo, a observação de qualidades do solo e escolha adequada do cultivo em cada área. A ortofoto pode ser usada como base cartográfica da atuação das pulverizadoras e colheitadeiras programadas por GPS. Freqüentemente agricultores que recorrem à agricultura de precisão, e compram equipamentos com GPS, têm se deparado com o mesmo problema: a falta de um mapa para orientar a atuação. Os levantamentos pontuais são precários, é melhor ter em mãos um mapa com toda a área, visualizando os cultivos e identificando os tipos de solo e declividades de forma georeferenciada.

Projetos de monitoramento ambiental e gestão florestal vem utilizando as imagens na identificação das espécies de cada área, dos talhões, localização de pragas e doenças pela diferença de coloração da vegetação, identificação de focos de incêndio e áreas propensas à incêndios, observando as propriedades de cada espécie e condições do solo de cada área.

O uso da ortofoto tem se dado ainda
- no gerenciamento de bacias hidrográficas, para a melhor utilização dos recursos hídricos, saneamento, geração de energia e controle de poluição;
- em projetos de macrolocalizacão de dutos, estudos de traçado e travessias de impacto ambiental de oleoduto e gasodutos;
- para estudos de impacto e educação ambiental;
- projetos de transposição de águas fluviais, anteprojetos de barragens, na definição do eixo de barragem

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Utilities
No caso das companhias telefônicas e elétricas, a atualização dos mapas existentes e a confecção e novos tem sido usada para reconhecer suas redes e remanejar os trajetos, ampliar o alcance, localizar torres, transmissores, identificação de áreas sujeitas a acidentes, além de traçar estratégias de atuação e marketing. As companhias vão além de mapear suas próprias redes, mapeam grandes centros urbanos inteiros, pequenas cidades e áreas rurais que extrapolam sua abrangência, como forma de planejar a expansão de suas redes, observar áreas potenciais, identificar pontos adequados para compartilhar redes com outro tipo de tecnologia( cabo, eletricidade, telefonia, fibra óptica).

 Caso de Sucesso: Telefônica
Um dos exemplos de utilities que buscou a solução da ortofoto é o da Telefonica. A companhia solicitou à Fundação CPqd ( Centro de Pesquisas e Desenvolvimento) – que atua junto à empresa como fornecedor de soluções tecnlógicas e prestador de serviços, o desenvolvimento do sistema SAGRE – sistema de operações destinado à gerência de rede externa de telefonia baseado em GIS, desenvolvido pelo CPqD, originário da antiga Telebrás.

O sistema SAGRE utilizará os mapas para promover a gerência efetiva da rede externa, dos telefones públicos e das informações georeferenciadas do mercado. Para a execução do mapeamento foram contratados os serviços da Imagem. A Telefonica optou pela ortofoto por que este tipo de serviço oferece o nível de detalhamento e precisão necessários à execução dos trabalhos propostos e apresenta vantagens relacionadas a custo, "dentre as opções de imagens disponíveis no mercado, as ortofotos apresentam o menor custo e portanto a melhor relação custo benefício dentre as possibilidades" , justifica o cordenador do projeto no CPqD, Rogério Caporali de Oliveira.

Mais de 600 localidades do Estado de São Paulo, quase toda a área do Estado, estão sendo mapeadas. A previsão é que o projeto leve seis meses para ser executado, incluindo o tempo gasto com o trabalho de levantamento em campo para obter as numerações de imóveis e mercado. Todos os elementos de mapeamento urbano, tradicionalmente utilizados no sistema SAGRE, estarão presentes no projeto, que está sendo executado em escala 1:5000. O produto final será disponibilizado no sistema georeferenciado SAGRE, e consistirá numa sobreposição de imagens e mapas vetoriais com informações em banco de dados.

Prefeituras
Com a mesma urgência que o capital privado, as administrações municipais tem recorrido à ortofoto. A nova Lei de Responsabilidade Fiscal, seguida pelos Programas da Modernização Tributária e da Gestão Administrativa e Fiscal dos Municípios Brasileiros -PMAT, e pelo programa de Apoio à Gestão Administrativa e Fiscal dos Municípios Brasileiros – PNAFM, tem levado cada vez mais municípios a investir em tecnologia da informação. Grande parte da preocupação das prefeituras tem se voltado para a recuperação de receitas, que somente ocorrerá através de um adequado mapeamento que resulte em uma regularização fundiária e a atualização das bases cadastrais.

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Ortofoto executada para a Prefeitura do Rio de Janeiro.

A ortofoto apresenta-se como uma solução ideal para as Prefeituras, pois a diversidade das áreas (fiscais, saúde, educação, obras, jurídica,…) resultam na contratação de bases com muitas informações, nem sempre utilizadas simultaneamente, assim com as ortofotos os usuários poderão gradualmente extrair as informações vetoriais de interesse para os sistemas de informações.

A princípio são demarcadas as ruas, em seguida os lotes e finalmente as construções, permitindo a identificação de novos loteamentos e atualização do cadastro imobiliário. O cadastro imobiliário requer a precisão de dados, valores e dimensões. As características da ortofoto permitem não só a identificação de construções irregulares, como também medir na própria foto quais são as dimensões, a área e as características da construção e do terreno, sendo possível identificar elementos de até 30cm. O uso expande-se ainda para projetos de regularização fundiária, reforma agrária, programas de desapropriação, parcelamento de lotes e reassentamentos.

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No planejamento urbano o uso da ortofoto permite, como a imagem de satélite, a identificação da melhor localização uma praça, um shopping center, um hospital, orientação para projetos de arborização das ruas, ou qual o melhor traçado para uma avenida – com a vantagem da precisão de dimensões e um grau maior de detalhamento. No caso do projeto de uma via, por exemplo, o cliente que optou pela ortofoto tem à sua disposição o MDT, que pode servir de suporte para todo o processo de projeto e execução da obra, apresentando detalhadamente as variações do terreno, acidentes e elementos vizinhos ao seu trajeto. O uso do MDT permite que a via seja construída e visualizada virtualmente, antes da sua execução, prevendo pequenos desvios e fatores que devem ser levados em conta na hora da execução.

Além disso o acervo de mapas atualizados adquirido pelo município poderia vir ainda a contribuir na arrecadação. Voltando à problemática levantada no início da matéria: se a prefeitura tivesse disponível um banco de dados e mapas atualizados de toda sua abrangência, a empresa privada que buscasse tais dados poderia adquiri-los facilmente, com o pagamento de uma taxa, que contribuiria para a arrecadação municipal e novos investimentos neste setor. Atualmente as prefeituras que já tem um banco de mapas têm se dividido na questão de concessão de imagens e direitos autorais. As diferentes posturas tem se dado de acordo com especificidades de seus contratos com a empresa que executou o mapeamento.

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Ortofotos foram a base do recadastramento imobiliário de Manaus.

 Caso de sucesso: Manaus
A prefeitura de Manaus é um dos exemplos da aplicação bem sucedida da ortofoto. A Engefoto foi contratada para executar o projeto, realizado pela Prefeitura Municipal com recursos do PMAT-BNDES – que prevê a modernização da administração tributária. Desta forma o enfoque do trabalho foi a recuperação da receita, além de fornecer uma base cartográfica atualizada e confiável.

Nesse trabalho desenvolvido em consórcio com a empresa Aeroimagem, foram realizados ortofotocartas digitais na escala 1:2.000 (recobrimento 1:8.0000 de 582 km²) de 380 km², com vetorização de elementos como divisas de lotes, edificações, quadras definidas por alinhamento predial, sistema viário, hidrografia e altimetria.

Sobre esta base foi executado o recadastramento imobiliário, através da metodologia desenvolvida pelas empresas, conciliando atividades de campo e otimização na utilização das informações oriundas da ortofoto.

Através desta metodologia foi possível atingir uma produção mensal superior a 15.000 imóveis/mês, resultando em um acréscimo de 62% no total da área construída do município.

Quanto Custa
A questão de custo é extremamente variável, dependendo de diverso fatores como a escala, a extensão total, a localização, as características do relevo. Geralmente, escalas menores são mais baratas, pois são necessárias menos fotos para cobrir uma mesma área. Mas esta premissa nem sempre é válida, uma cobertura feita em escala 1:20.000 de uma região no centro da região amazônica, pode ser mais cara que uma feita em 1:5.000 no centro do Rio de Janeiro, com a mesma área. Esta inversão de valores pode acontecer por fatores como o deslocamento do avião até a região e o dificuldade no trabalho de campo.

Segundo a gerente de negócios da Imagem, Iara Musse Felix, o preço normalmente varia entre R$200,00 e R$800,00 por quilômetro quadrado, conforme especificidades do projeto. O custo pode cair para até R$50,00/ km2 se a imagem já estiver disponível no banco de imagens da empresa.

Vantagens e Desvantagens
A ortofoto apresenta diversas vantagens com relação à carta de traço obtida por restituição. A imagem restituída precisa ser fotointerpretada por técnicos experientes, requer maiores cuidados, tem mais limitações e envolve mais tempo gasto e mão-de-obra para ser executada.

A facilidade de atualizações periódicas com as ortofotos também é uma vantagem pois com a realização de novos recobrimentos e a utilização do DTM existente, que normalmente sofre poucas alterações ao longo do tempo, permite que até os próprios usuários possam realizar nova ortoretificação ou contratem o serviço por menor custo.

A presença de sombras que encobrem algumas áreas, prejudicando a visibilidade, tem sido um dos maiores problemas da ortofoto, principalmente em grandes centro urbanos com edifícios muito altos. Para minimizar o efeito da sombra deve-se procurar fazer o vôo próximo ao meio-dia, como forma de reduzi-las, já que não é possível eliminá-las por completo.
Outra dificuldade que tem sido encontrada é mapear áreas de relevo muito acidentado e com grandes altitudes. Este tipo de serviço envolve um número muito maior de pontos necessários para a geração do MDT, mais trabalho de campo e consequentemente um aumento de custo.

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O Produto Final
Conforme a necessidade do usuário, o produto final pode ser apresentado de diferentes maneiras. O produto convencional é o mapa impresso, obtido através de plotters especiais de alta resolução, em material estável, que fixe a imagem. O cliente pode requisitar a confecção de mapas temáticos, trabalhados em escalas diferentes , trazendo informações específicas para o uso, de forma a facilitar a leitura.
Tem sido utilizado muito mais a entrega do produto por meio digital. São entregues os arquivos raster e vetorial que formam a ortofotocarta digital. Os arquivos podem ser abertos em softwares cada vez mais acessíveis (ver box). Aliados a sistemas gráficos de manipulação, estes arquivos tem se tornado uma ferramenta poderosa para estudos e projetos em diversas áreas. O armazenamento pode ser feito em CD-ROM ( 650Mb), disco Ótico (1,2Gb) ou em Fita Dat 8mm (2 a 4 Gb).

Futuro…
As previsões para o futuro da ortofoto são de aperfeiçoamento, expansão e valorização. A abertura dos serviços de aerofotogrametria, o rápido desenvolvimento das tecnologias digitais e a crescente necessidade de informação têm impulsionado a busca pelo serviço.

Em termos tecnológicos a ortofoto tende a caminhar para a mais completa digitalização. Em breve com as novas tecnologias, serão desenvolvidas equipamentos digitais que dispensarão o processo de scanerização, estereoscopia, aerotriangulação. No artigo da InfoGEO 15, Dirley Schimilin, da Engefoto, relatou o que foi discutido no XIX ISPRS, em termos de desenvolvimento dos processos de fotogrametria e sensoriamento remoto, e citou a colocação de Cristian Heipke (Universidade de Hannover), o que retrata bem as perspectivas para um futuro próximo: "A visão é que seu mosaico ortorretificado de imagens estará pronto na hora em que a aeronave estiver pousando a salvo no aeroporto"

Quanto à ortofoto por satélite, tudo nos leva a crer que dentro de um futuro próximo começará a ser utilizada. "A ortofoto por satélite, ainda vai demorar um pouco para acontecer pois não há tecnologias e mão de obra especializada para executar tal tipo de serviço, a perspectiva é que só daqui a alguns anos o mercado comece a ter acesso a este produto", explica Paulo Cesar Folle, assessor comercial da Senagro Sensoriamento Remoto, de Curitiba. Folle acredita que uma categoria de ortofoto nunca virá a substituir a outra, pois a imagem de satélite e o areolevantamento ocupam nichos distintos no mercado; as diferentes escalas e as características específicas garantirão público e espaço no mercado para os dois tipos de serviço.

Softwares
O uso da ortofoto tem se tornado cada vez mais acessível principalmente devido ao rápido desenvolvimento e barateamento das tecnologias envolvidas. A grande maioria dos softwares, até pouco tempo complexos e caros, podem ser rodados em ambiente Windows e custam em média US$7.000,00
O desenvolvimento de sistemas cada vez mais elaborados tem facilitado a execução e correção da ortofoto – embora ainda haja grande envolvimento da mão de obra humana. Todo processo de estereoscopia, correção geométrica e radiométrica tem sido feito muito mais facilmente através dos novos softwares, que fornecem parâmetros e índices de correção.

Além disso o usuário final pode receber seu produto final sob forma de imagem e arquivos que permitem que ele mesmo crie seus mapas temáticos, e simule uma construção ou alteração na área mapeada, utilizando o MDT original, e demais componentes do seu mapa.

Com os novos softwares e tecnologias 3D o usuário pode "sobrevoar" a área fotografada. A partir das imagens ortocorrigidas, o mapa é jogado em cima do MDT e criam-se cidades e ambientes virtuais, tridimensionais, passíveis de serem sobrevoados pelo usuário. Com todos os elementos de relevo e construções em escalas e proporções verdadeiras.

A Imagem, por exemplo trabalha com os softwares da empresa americana ERDAS, de quem é representante exclusiva no Brasil. O software Stereo Analyst da ERDAS, trabalha com as imagens fotografadas em 3D e " permite uma considerável redução de tempo dos trabalhos de mapeamento e sistemas de informação geográfica, onde se pode manipular os dados com muito mais amplitude. É possível obter a altura individual de um edifício", explica Lúcio Graça. O Stereo Analyst que chegou recentemente no mercado, custa cerca de R$10.000,00.

Existem no mercado ainda outras alternativas de softwares. A Engefoto optou por investir no desenvolvimento e aperfeiçoamento de seus softwares (GeoProfiler, GeoDTM, OrthoKosmos, Mosaic) , elaborados em seu próprio centro de pesquisa, com adequação ao volume de trabalho e às especificidades de cada projeto, buscando otimizar produtividade e suporte técnico.