Publicação

A utilização de Unmanned Aerial Systems (UAS) para a aplicação de Fotogrametria Digital e produção de Cartografia para homologação

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A utilização de Unmanned Aerial Systems (UAS) tem ganho popularidade, quer para lazer quer para fins profissionais. Esta tendência tem levado a que cada vez mais empresas utilizem estes sistemas para a produção dos seus próprios produtos cartográficos por serem uma solução de baixo custo, comparado com levantamentos aerofotográficos clássicos por avião, por permitirem voar a altitudes mais baixas, pela sua elevada resolução espacial e pela sua facilidade e flexibilidade de uso. O objetivo principal deste trabalho de projeto é avaliar se a utilização de UAS, como fonte primária de fotografias aéreas, para a produção de Cartografia seguindo as “Normas e Especificações Técnicas para a Cartografia Topográfica Vectorial e de Imagem” de abril de 2020, impostas pela Direção Geral do Território (DGT), é viável para uma empresa de pequena dimensão. Para este trabalho foi adotada a plataforma Phantom 4 Pro V1 da DJI e utilizada a aplicação da DroneDeploy para o plano de voo, planeou-se o apoio topográfico para a missão e, por fim, foram analisados os produtos gerados automaticamente e a cartografia obtida por estereorrestituição de uma área com cerca de 13 ha a partir de uma altitude de voo de 120 m Above Ground Level (AGL). Depois de obtidas as fotografias foi utilizado o software Pix4D Mapper para o processamento inicial das fotografias, a georreferenciação, e para os restantes processos para gerar os produtos automáticos: Nuvem de pontos, Modelo Digital de Superfície (MDS), ortofotomosaico, Modelos Digitais de Terreno (MDT) com resoluções espaciais de 0.5 m e 2 m e as respetivas curvas de nível. A produção de cartografia de traço foi feita em ambiente Photomod 5 Lite da Racurs. O método de restituição utilizado para a produção da cartografia foi a estereorrestituição via anaglifos. Esses dados foram exportados em formato Shapefile (.shp) e editados em ambiente ArcMap. Criou-se uma Geodatabase para armazenar os dados nos seus respetivos temas. Também foi validada a topologia dos objetos de modo a remover os erros topológicos e foram criadas as relações necessárias referidas nas normas da DGT. Para o controlo de qualidade posicional foram utilizados pontos de cota de um levantamento topográfico já existente e levantados 48 pontos com GPS. Depois de calculado o Erro Médio Quadrático (EMQ) de todos os produtos passiveis de controlo de qualidade geométrica, compararam-se os resultados com os valores de referência das normas da DGT. Todos os produtos passaram no critério da exatidão posicional exigida. O MDT de 0.5 m de resolução obteve um EMQ de ±0.126 m e o MDT de 2 m, um EMQ de ±0.168 m; o ortofotomosaico registou um EMQ de ±0.095 m; por fim a estereorrestituição obteve uma exatidão altimétrica de ±0.084 m e uma exatidão planimétrica de ±0.115 m. Embora não estando nas normas, também foi feito um controlo de qualidade às curvas de nível e pontos cotados, ambos restituídos interativamente. De forma a estimar o desvio entre a altimetria restituída e o terreno aplicou-se a lei da propagação dos erros aleatórios. Assim, para as curvas de nível, registou-se um EMQ de aproximadamente ±0.303 m. Por sua vez, para os pontos cotados registou-se um EMQ de ±0.213 m.
Autores principais:	Machado, Tomás Bettencourt de Carvalho
Assunto:	UAS Cartografia Controlo de qualidade Estereorrestituição Nuvem de pontos Teses de mestrado - 2021
Ano:	2021
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	A utilização de Unmanned Aerial Systems (UAS) tem ganho popularidade, quer para lazer quer para fins profissionais. Esta tendência tem levado a que cada vez mais empresas utilizem estes sistemas para a produção dos seus próprios produtos cartográficos por serem uma solução de baixo custo, comparado com levantamentos aerofotográficos clássicos por avião, por permitirem voar a altitudes mais baixas, pela sua elevada resolução espacial e pela sua facilidade e flexibilidade de uso. O objetivo principal deste trabalho de projeto é avaliar se a utilização de UAS, como fonte primária de fotografias aéreas, para a produção de Cartografia seguindo as “Normas e Especificações Técnicas para a Cartografia Topográfica Vectorial e de Imagem” de abril de 2020, impostas pela Direção Geral do Território (DGT), é viável para uma empresa de pequena dimensão. Para este trabalho foi adotada a plataforma Phantom 4 Pro V1 da DJI e utilizada a aplicação da DroneDeploy para o plano de voo, planeou-se o apoio topográfico para a missão e, por fim, foram analisados os produtos gerados automaticamente e a cartografia obtida por estereorrestituição de uma área com cerca de 13 ha a partir de uma altitude de voo de 120 m Above Ground Level (AGL). Depois de obtidas as fotografias foi utilizado o software Pix4D Mapper para o processamento inicial das fotografias, a georreferenciação, e para os restantes processos para gerar os produtos automáticos: Nuvem de pontos, Modelo Digital de Superfície (MDS), ortofotomosaico, Modelos Digitais de Terreno (MDT) com resoluções espaciais de 0.5 m e 2 m e as respetivas curvas de nível. A produção de cartografia de traço foi feita em ambiente Photomod 5 Lite da Racurs. O método de restituição utilizado para a produção da cartografia foi a estereorrestituição via anaglifos. Esses dados foram exportados em formato Shapefile (.shp) e editados em ambiente ArcMap. Criou-se uma Geodatabase para armazenar os dados nos seus respetivos temas. Também foi validada a topologia dos objetos de modo a remover os erros topológicos e foram criadas as relações necessárias referidas nas normas da DGT. Para o controlo de qualidade posicional foram utilizados pontos de cota de um levantamento topográfico já existente e levantados 48 pontos com GPS. Depois de calculado o Erro Médio Quadrático (EMQ) de todos os produtos passiveis de controlo de qualidade geométrica, compararam-se os resultados com os valores de referência das normas da DGT. Todos os produtos passaram no critério da exatidão posicional exigida. O MDT de 0.5 m de resolução obteve um EMQ de ±0.126 m e o MDT de 2 m, um EMQ de ±0.168 m; o ortofotomosaico registou um EMQ de ±0.095 m; por fim a estereorrestituição obteve uma exatidão altimétrica de ±0.084 m e uma exatidão planimétrica de ±0.115 m. Embora não estando nas normas, também foi feito um controlo de qualidade às curvas de nível e pontos cotados, ambos restituídos interativamente. De forma a estimar o desvio entre a altimetria restituída e o terreno aplicou-se a lei da propagação dos erros aleatórios. Assim, para as curvas de nível, registou-se um EMQ de aproximadamente ±0.303 m. Por sua vez, para os pontos cotados registou-se um EMQ de ±0.213 m.