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UTILIZAÇÃO DE IMAGENS OBTIDAS POR VANT NA CONSTRUÇÃO
DE UM SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA PARA
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA-BA
Nerivaldo Afonso dos Santos (a), Philipe Damasceno Pedreira (b), Fernando Rafael Meta
Paulo(C), Ferdnando Mariano Brito Silva(d), Naíara Mota dos Santos(e)
(a) Departamento de Ciências Exatas/ Mestrando em Ciências Ambientais, Universidade Estadual de Feira de
Santana-BA, Email: [email protected] (b) Departamento de Ciências Exatas/ Mestrando em Ciências Ambientais, Universidade Estadual de Feira de
Santana-BA, Email: [email protected] (c) Departamento de Ciências Exatas/ Mestrando em Ciências Ambientais, Universidade Estadual de Feira de
Santana-BA, Email: [email protected] (d) Departamento de Ciências Exatas/ Mestrando em Ciências Ambientais, Universidade Estadual de Feira de
Santana-BA, Email: [email protected] (e) Departamento de Ciências Exatas/ Mestrando em Ciências Ambientais, Universidade Estadual de Feira de
Santana-BA, Email:[email protected]
Eixo: Geotecnologias e modelagem aplicada aos estudos ambientais
RESUMO
A utilização de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) tornou-se comum no âmbito das ciências, sobretudo,
as que utilizam de imagens aéreas para realização de pesquisas científicas. Os VANTs representam ferramental
de aquisição rápida de dados locais, e vem sendo utilizado nos estudos de gestão territorial, análise ambiental,
agricultura e mapeamento 3D (LONGHITANO, 2010). Com o presente estudo objetivou-se utilizar as imagens
provenientes do drone (DJI Phanton 4 Pro) para a construção de um produto cartográfico com informações
referentes aos aspectos vegetacionais, de usos e ocupação, das vias de acesso e da localização de infraestrutura
presente na Universidade Estadual de Feira de Santana-BA (UEFS), com o intuito de apresentar informações
georreferenciadas para o melhor conhecimento da área. Também executou-se um modelo animado
tridimensional preliminar, com o subsídio da imagem de alta resolução advindo do satélite RapidEye, e que
poderá servir para futuros planejamentos e tomadas de decisões pelos setores administrativos.
Palavras chave: Geotecnologias, Sensoriamento remoto, VANT, geoprocessamento
1. Introdução
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No âmbito da aquisição de imagens áreas, os Veículos Aéreos Não Tripulados
(VANT) representam aeronaves que possuem a capacidade de voar sem tripulação e podem
ser pilotadas remotamente, destacam-se como uma evolução tecnológica significante para
serem utilizados nos mais variados campos das ciências, pela possibilidade da aquisição de
imagens áreas de altíssimas resoluções com baixos custos quando comparados às imagens
provenientes de satélites com resoluções espaciais similares.
Longhitano (2010) salienta que nos campos científicos que utilizam do Sensoriamento
Remoto têm-se a possibilidade na utilização dos VANTs para a redução dos custos de
obtenção de dados e maior flexibilidade de resolução temporal na aquisição de imagens de
alta resolução. Aplica-se essa tecnologia em estudos para gestão territorial, análise ambiental,
agricultura de precisão, zoneamentos, monitoramento de desastres, mapeamentos 3D,
medições de temperatura, qualidade do ar, dentre outras (LONGHITANO, 2010).
No Brasil observa-se uma tendência forte na utilização de pesquisas e investimentos
de drones nos setores da agricultura e das indústrias (ANDRADE, 2016), porém estudos
atuais demonstram a potencialidade dos drones na área de aerofotogrametria e nos
mapeamentos temáticos (LONGHITANO, 2010), este último, alvo de interesse nesta
pesquisa.
Neste sentido, o presente artigo tem como objetivo utilizar dados de alta resolução
obtidas por meio de um VANT e imagens do satélite RapidEye aplicadas as técnicas de
Processamento Digital de Imagens (PDI) e Geoprocessamento na construção de Sistema de
Informações Geográficas (SIG) para a Universidade Estadual de Feira de Santana-BA.
O Sistema de Informações Geográficas constitui num ferramental de análises e
mapeamento de atributos espaciais que permitem a manipulação de um banco de dados com a
visualização oferecida por mapas, responsáveis por visualizar relações socioespaciais
(CÂMARA, DAVIS, 2001; FLORENZANO, 2005).
Sendo assim, o estudo proposto pretendeu abarcar informações relacionadas a
localização das infraestruturas como laboratórios, bancos, salas, piscina, quadras, refeitório,
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reitoria, biblioteca entre outros, bem como destacar os aspectos da vegetação e dos usos locais
da universidade. Também construiu-se um modelo animado em três dimensões (3D), que
poderá subsidiar em futuras tomadas de decisões em instalação de novas infraestruturas e a
pleito também de localização no campus universitário.
1.1 Área de estudo
A área de estudo, compreende a Universidade Estadual de Feira de Santana que está
inserida no contexto do ambiente Semiárido e sua história inicia-se quando o município de
Feira de Santana-BA foi contemplado com o Plano Integral de Educação e recebeu a
Faculdade de Educação no ano de 1968, mais tarde em 1970, criou-se a Fundação
Universidade de Feira de Santana (FUFS) através da Lei Estadual nº 2.784, de janeiro de 1970
e somente em 1980 extingue-se a nomenclatura FUFS e sucedesse para o atual nome,
Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS, 2018).
O campus da Universidade Estadual de Feira de Santana (Figura 1) localiza-se nas
seguintes coordenadas geográficas: 8650650 a 8652000 latitude sul e 502500 a 503800
longitude oeste, possui uma área aproximada de 1,1 km² e está situada no KM 3 da rodovia
BR 116-norte, no bairro Novo Horizonte, município de Feira de Santana do estado da Bahia.
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Figura 1: Localização da área de estudo
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2. Materiais e Métodos
Inicialmente realizou-se um levantamento bibliográfico para a execução deste
trabalho, buscando referências temáticas acerca do sensoriamento remoto e da aplicação dos
VANTs, além das bases teóricas sobre as geotecnologias e o Sistema de Informações
Geográficas (SIG), estas foram levantadas em estudos científicos de diferentes fontes, como
livros, revistas, artigos, monografias, dissertações e teses.
Numa etapa posterior foi construído a informação cartográfica referente ao limite da
Universidade Estadual de Feira de Santana com a imagem do satélite RapidEye e realizou-se
o processamento das imagens do VANT de acordo com esse limite. Estas imagens foram
provenientes do drone DJI Phantom 4 Pro que possui câmera com sensor de 20 megapixels e
tempo de sobrevoo de aproximadamente 30 minutos.
O processamento das imagens do drone ocorreram num software comercial que traduz
o processamento em quatro etapas principais, inicia-se com o alinhamento das fotos, geração
de nuvem de pontos de coordenadas, criação de um modelo tridimensional e por fim o
ortomosaico georreferenciado.
Após o processamento e a aquisição do ortomosaico, inseriu-se este produto no
software (ArcGIS 10.6) e iniciou a etapa de vetorização dos equipamentos de infraestrutura,
perfazendo um mapa dos usos, ocupação e da própria distribuição destes equipamentos na
instituição.
Num segundo momento, utilizou-se a imagem do satélite RapidEye para a confecção
do modelo 3D da universidade em estudo. Esta imagem foi escolhida devido a disponibilidade
nas pesquisas acadêmicas já executadas no âmbito dessa instituição e também pelas suas
características (Quadro I) relacionadas a resolução espacial, radiométrica e espectral que
permitiram realizar as devidas interpretações para este estudo.
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Quadro I: Características do satélite RapidEye
Para a etapa de confecção do modelo 3D da universidade, iniciou-se uma vetorização
em programa GIS (Pacote ArcScene 10.6) dos equipamentos de infraestrutura no campus da
universidade, e por ser o objeto de interesse no estudo, tivemos o propósito de demonstrar a
distribuição espacial dos equipamentos de infraestrutura, que posteriormente poderá servir a
título de orientação e de planejamento do local.
Os arquivos em formato vetorial e com representação tridimensional do terreno, foram
produzidos em ambiente computacional com rotinas de elaboração que permitem a edição da
base, bem como realizar simulações de distribuição dos equipamentos no campus
universitário.
Nesse sentido, os produtos da representação tridimensional e o mapa de distribuição
dos equipamentos gerados representam um sistema de informações espaciais que permitem a
manipulação, coleta, armazenamento de dados georreferenciados e possíveis análises com a
sobreposição de variados dados como: topografia, hidrologia, informações de pedologia entre
outros.
O traçado final do estudo foi a execução do trabalho de campo, empreendido com a
utilização de fichas de campo destinadas a coleta das coordenadas geográficas, e para isso
utilizou-se de tecnologia do GPS. Esta etapa buscou-se informações referentes aos nomes de
determinadas infra estruturas, principalmente de prédios.
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3. Resultados e discussão
O surgimento dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) representaram uma
evolução técnica no sistema de imageamento terrestre, pela qualidade dos dados que são
gerados, pela velocidade de aquisição de imagens, e que muitas vezes dependem do esforço
realizado por quem manipula e planeja os voos do VANT, e também pela diversidade de
aplicações nas ciências (LONGHITANO, 2010; FERREIRA, 2014).
Dentre as aplicações do VANT, destacam-se o mapeamento tridimensional e a
construção de mapas temáticos. Assim sendo, como objeto de estudo, utilizamos o VANT
para o mapeamento dos equipamentos de infraestrutura da universidade, o qual representou
uma redução de custos, por se tratar de tecnologia que permite a elaboração de modelos para o
planejamento por meio da localização da atual infraestrutura e simulação de futuras
construções, visando a melhor ocupação dos espaços que possibilitem melhor acessibilidade e
inclusão dentro do ambiente acadêmico.
O mapa de distribuição de equipamentos (Figura 2) integrado ao modelo
tridimensional (Figura 3) poderá ser utilizado na divulgação de eventos científicos que
venham a ocorrer no âmbito da instituição, a título de servir para orientação dos participantes
de outras instituições no recinto do campus universitário.
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Figura 2: Mapa de uso, ocupação e distribuição dos equipamentos de infraestrutura
Ocorre a concentração de equipamentos no setor sul da universidade, os principais
equipamentos como livraria, bancos, auditório central e restaurante universitário localizam-se
próximos ao prédio da reitoria e são acessados pelas vias principais pavimentadas.
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As vias não pavimentadas circundam todo o campus e demonstram a ampliação de
construções em áreas de vegetação, parte dessas áreas já convertidas em área desmatada ou
áreas de Gramíneas. Deste modo, o mapeamento realizado representa um subsídio ao
planejamento estratégico de ocupação, de modo a ser utilizado num possível zoneamento do
campus, onde a definição de zonas específicas de uso podem orientar futuras construções para
um melhor aproveitamento dos espaços ainda não utilizados.
Figura 3: Cena (a) e (b) do mapeamento inicial 3D da área de estudo
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O mapeamento do campus permite uma análise espacial das principais construções em
andamento bem como aquelas já concluídas, pode-se perceber que as vias de acesso aos
espaços coletivos e de cultura como a Residência Universitária e o Museu Casa do Sertão, não
dispõem de infraestrutura de locomoção, nesse sentido o deslocamento de transeuntes em
períodos chuvosos são limitados ou impossibilitados.
4. Considerações finais
Os procedimentos metodológicos aqui adotados foram satisfatórios para alcançar os
objetivos propostos no estudo. As técnicas advindas do geoprocessamento e dos Sistemas de
Informações Geográficas (SIGs) foram essenciais neste trabalho, pois disponibilizaram de
ferramentas que permitiram à coleta e o tratamento das informações espaciais.
As imagens do drone foram relevantes para a construção do mapa de infraestrutura,
pois representaram informações atuais e com resolução espacial satisfatória da instituição.
Porém, numa área que é relativamente pequena (1,1 km²) que configura-se a universidade,
foram adquiridas mais de mil e quinhentas imagens para recobrir a área, o que representou
uma demora no processamento até a etapa de criação do ortomosaico.
Outra etapa do mapeamento essencial para inteirar os objetivos traçados, foi o trabalho
de campo que permitiu coletar as nomenclaturas de algumas infra estruturas e dados de
reconhecimento na universidade, fundamental na definição das classes do mapa.
Recomenda-se que em estudos posteriores possam ocorrer a integração entre os dois
produtos gerados neste trabalho num ambiente SIG com dados de uso por cursos e
quantidades de discentes que utilizam cada infra estrutura, para uma representação sistemática
tentando melhor gerir a distribuição de discentes nos sete módulos e pavilhões de aulas.
5. Referências bibliográficas
ANDRADE, R. O. Drones sobre o campo - Avanços tecnológicos ampliam as possibilidades
do uso de aeronaves não tripuladas na agricultura, 2016.
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CÂMARA, G.; DAVIS Jr., C. A. Arquitetura de Sistema de Informação Geográfica. In:
CÂMARA, G.; DAVIS Jr., C. A.; MONTEIRO, A. M. V. (Orgs). Introdução à ciência da
geoinformação. INPE: São José dos Campos, 2001.
FERREIRA, A. M. R. Avaliação de câmara de pequeno formato transportada por veículo
aéreo não tripulado – VANT, para uso em aerolevantamentos. Dissertação (Mestrado).
UnB, 2014.
FLORENZANO, T. Geotechnologies in applied geography: diffusion and accessibility.
Revista do Departamento de Geografia, n. 17, p. 24-29, 2005.
LONGHITANO, G. A. VANTS para sensoriamento remoto: Aplicabilidade na avaliação e
monitoramento de impactos ambientais causados por acidentes com cargas perigosas. 2010.
148 f. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo,
2010.
UEFS. História da instituição UEFS. Disponível em:
<http://www.uefs.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=12> Acesso em: 10 de Ago.
2018.