Drones na Prevenção de Enchentes

Entre os diferentes tipos de desastres naturais, as enchentes ganham espaço como mais devastadora e frequente na atualidade. Sozinhas, as enchentes contabilizam 30% da perda total causada por desastres naturais no mundo.

O desenvolvimento tecnológico de Veículos Aéreos não Tripulados Aeronaves Não Tripuladas (VANT) têm criado uma nova ferramenta para coleta de dados Geoespacial. A vantagem de utilização de drones frente a outras abordagens está na facilidade em se coletar um alto número de imagens da superfície terrestre em excelente resolução dentro de um curto espaço de tempo.

Além disso, a utilização de drones possibilita o acesso a áreas onde não é possível levar equipamentos de medição terrestre (como estações totais e RTKs).

Associado a todos estes fatores está o custo:

Realizar mapeamento aéreo ficou muito mais BARATO, assim Engenheiros Cartográficos, Civis ou técnicos em Agrimensura utilizam esta ferramenta para gerar modelos digitais do terreno.

A partir de modelos de elevação, é possível analisar e prever o comportamento hidrológico de uma determinada região.

Mas Afinal, Como são realizados estes modelos?

O processo de realização de levantamentos aéreos é possível, mas não é tão simples. Por isso trouxemos aqui (de forma simplificada) as principais etapas necessárias para a construção de tais modelos:

1.Planejamento de Voo => Primeiro deve-se realizar um estudo prévio da área que se quer estudar e qual a amplitude do espaço que deve ser estudado. Em seguida, deve-se programar o voo que o drone irá realizar (para manter a uniformidade do voo e validar o modelo que será criado, existem alguns softwares que auxiliam o processo). Nesta etapa o engenheiro responsável deve analisar fatores como taxa de sobreposição de imagens, quantidade e posição dos pontos de apoio, etc.

2.Levantamento em Campo => Dentro de condições climáticas pré estabelecidas (por questões de iluminação, etc.), o voo será realizado a fim de coletar imagens de alta resolução e informações geográficas do terreno. Nesta etapa deve ser utilizado um equipamento RTK para levantar pontos de apoio que serão utilizados na calibração do modelo digital.

3. Pré Processamento das Fotos => Esta etapa consiste em avaliar as informações levantadas em campo, como coordenadas geográficas existentes nos logs de voo, alinhamento de fotos, avaliação dos ângulos de rotação, etc.

4. Configuração dos Parâmetros de Processamento => Nesta etapa o engenheiro responsável pelo projeto irá avaliar a qualidade das imagens (etapa importante para garantir a acurácia do modelo), importar máscaras e configurar os parâmetros de projeto como escala, altitude média da superfície, GSD, etc.

5. Apontamento dos Pontos de Apoio => A fim de calibrar o modelo, devem ser inseridos os pontos de apoio coletados em campo e suas respectivas coordenadas topográficas.

6. Densificação da Nuvem de Pontos => Uma nuvem de pontos é um conjunto de pontos expresso em um mesmo sistema de coordenadas tridimensional. Estes pontos são geralmente definidos por coordenadas X, Y e Z e comumente têm o objetivo de representar a superfície externa de um objeto ou área.

7. Classificação da Nuvem de Pontos => Uma vez que a nuvem de pontos esteja criada, há a necessidade de classificar cada ponto para que, através de programação computacional, o modelo possa identificar os aspectos do terreno (construção, árvores, vegetação, ruído, ec.).

8. Geração do Modelo Tridimensional de Superfície (MDS) => Este modelo deverá representar a superfície terrestre com suas feições (naturais ou artificiais).

9. Geração do Modelo Tridimensional de Terreno (MDT) => Este modelo é obtido através da filtragem de pontos que caracterizam estruturas acima do nível natural do terreno como construções. Tem como principal objetivo avaliar volumes de corte e aterro em obras de Terraplenagem. Servem também para avaliar como deve ocorrer o escoamento de água oriunda da chuva.

10. Geração dos Produtos do Levantamento => Há inúmeros produtos resultantes de um levantamento aéreo e embora seja necessário outro ebook para falarmos apenas dos produtos gerados, vale a pena citar:

• Ortofotomosaico – Planta cartográfica gerada através do levantamento aéreo. Com este produto é possível realizar medições planialtimétricos da superfície.

• Modelo Digital de Elevação – Trata-se de um modelo que possui como principal objetivo indicar as diferenças de altitude dos elementos do terreno.

• Planta cartográfica com curvas de nível;

• Entre Outros.

Mas como utilizar estes produtos no combate a enchentes?

Uma vez levantadas as informações geoespaciais da área de estudo, é possível criar modelos de previsão de escoamento da água.

Softwares como Matlab ou CivilStorm auxiliam na construção de modelos matemáticos que reproduzem (com bastante precisão) o comportamento hidráulico resultante de diferentes solicitações meteorológicas.