Guia Básico de Mapeamento de Drones | Beginners Guide (2023 Actualizado)

Com o advento de drones mais novos e sofisticados, o mapeamento com drones tornou-se cada vez mais popular nos últimos anos. Os drones oferecem uma solução econômica e eficiente para mapear grandes áreas com rapidez e precisão.

Existem muitas maneiras diferentes de usar drones para mapeamento, e o melhor método para você dependerá de suas necessidades e aplicações específicas. Neste artigo, daremos uma visão geral dos fundamentos do mapeamento de drones e como começar.

Definindo Mapeamento de Drone

O mapeamento de drones é o processo de usar drones para capturar fotografias de uma área, que são então unidas para criar um mapa 2D ou 3D. Este mapa pode ser utilizado para diversos fins, como levantamento de terrenos, fiscalização de infraestruturas ou mesmo planeamento de campos agrícolas.

O mapeamento em si é autoexplicativo – você tira muitas fotos de diferentes ângulos e posições e depois as une para criar um mapa.

A parte difícil é obter medições precisas dessas fotografias para que o mapa possa ser usado para fins específicos, como levantamento de áreas terrestres ou medição de distâncias.

No entanto, com o software certo e alguma prática, é possível criar mapas altamente precisos utilizando drones. A precisão dos mapas baseados em drones é muitas vezes comparável à dos métodos tradicionais de levantamento terrestre, como o GPS.

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Métodos de Mapeamento de Drones: Fotogrametria e LiDAR

Existem dois métodos principais de mapeamento de drones – fotogrametria e LiDAR (Light Detection and Ranging).

Fotogrametria

Fotogrametria é o processo de utilização de fotografias para criar mapas 2D ou 3D. Isso é feito tirando várias fotos de uma área de diferentes ângulos e, em seguida, usando um software especial para unir essas fotos. O software também calculará distâncias e tamanhos com base nas fotografias, que podem então ser usadas para criar mapas 2D ou 3D precisos.

LiDAR

LiDAR é uma tecnologia mais recente que usa lasers para medir distâncias. Um sensor LiDAR é montado no drone e, à medida que o drone voa, o sensor emite pulsos de luz laser. Esses pulsos ricocheteiam em objetos no ambiente e são então capturados pelo sensor.

Ao medir o tempo que os pulsos levam para retornar, o sensor LiDAR pode calcular distâncias com precisão. Esses dados são então usados para criar nuvens de pontos 3D, que podem ser usadas para criar mapas 3D altamente precisos.

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GCP, RTK e PPK

Para criar mapas precisos, é necessário utilizar Pontos de Controle Terrestres (GCPs), que são pontos definidos no terreno com localizações conhecidas. Esses pontos são usados como pontos de referência ao unir fotografias ou calcular distâncias a partir de dados LiDAR.

Outra maneira de criar mapas altamente precisos é usar um sistema Real-Time Kinematic (RTK). Este sistema baseado em GPS usa uma estação base para fornecer correções em tempo real ao sinal GPS do drone. Isso permite que o drone saiba sempre sua localização exata, o que pode ser usado para criar mapas muito precisos.

Uma terceira maneira de obter precisão é através da cinemática pós-processada (PPK). Isso é semelhante ao RTK, mas as correções são calculadas após o drone ter voado, e não em tempo real. Este método pode ser usado se você não conseguir acessar um sinal GPS em tempo real.

GCPs

Como a precisão da posição GPS é frequentemente restrita a cerca de 2 a 5 metros, mesmo com cobertura máxima de satélite e empregando a mais poderosa tecnologia GPS, a correção ao nível do solo é necessária para aplicações de mapeamento de alto nível. A precisão geográfica dos dados pode ser melhorada até o nível de um centímetro, empregando qualquer uma das três maneiras abaixo.

RTC

Este sistema baseado em GPS usa uma estação base para fornecer correções em tempo real ao sinal GPS do drone. Isso permite que o drone saiba sempre sua localização exata, o que pode ser usado para criar mapas muito precisos.

PPK

A abreviatura PPK significa “Cinemática Pós-Processada”. É semelhante ao RTK porque usa um módulo PPK integrado e uma estação base terrestre fixa.

Em termos de tecnologia, não há muita diferença entre os dois tipos. de sistemas. A principal distinção reside na forma como os dados são processados.

Com o RTK, as informações de posição são transmitidas em tempo real da estação base para o drone. Isso permite que correções sejam feitas dinamicamente durante o processo de mapeamento. O PPK, por outro lado, não transmite dados em tempo real.

Em vez disso, os dados são processados após o fato, usando as informações da estação base e os dados reais do GPS que foram coletados pelo drone durante o voo.

Isto pode parecer uma desvantagem, mas o PPK tem alguns benefícios que o tornam uma opção mais atraente para determinadas aplicações de mapeamento.

Talvez o maior benefício seja que o PPK não requer uma conexão de dados em tempo real entre a estação base e o drone. Isso significa que você pode voar em áreas sem cobertura celular ou outro tipo de conexão de dados.

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Asa Fixa vs. Multi-Helicóptero

Quando se trata de mapeamento de drones, dois principais tipos de zangões podem ser usados: asa fixa e multi-helicóptero. Escolher o tipo certo de drone para o trabalho é importante, pois cada um tem suas vantagens e desvantagens.

ASA consertada

Drones de asa fixa são mais eficientes ao voar por longos períodos, pois não precisam lutar constantemente contra a gravidade como fazem os multicópteros. Esses drones são adequados para grandes áreas, como campos ou fazendas. No entanto, os drones de asa fixa são mais difíceis de controlar e não são adequados para mapeamento em espaços apertados.

Multi-cóptero

Por outro lado, os drones multicópteros são muito mais fáceis de controlar e podem voar em espaços mais apertados. Eles também são mais adequados para tirar fotografias de alta resolução, o que os torna uma boa opção para mapear pequenas áreas ou estruturas detalhadas. No entanto, os drones multicópteros têm tempos de voo mais curtos e não são adequados para mapear grandes áreas. Eles também são mais manobráveis.

Qual software é necessário?

Para criar um mapa de drone, você precisará de algum software especializado. Existem algumas opções disponíveis, mas as mais populares são Pix4D e DroneDeploy.

• Pix4D é poderoso software de mapeamento que pode ser usado para criar mapas 2D, modelos 3D e nuvens de pontos. É compatível com uma ampla gama de drones e câmeras e oferece diversos recursos, como planejamento automático de voo e fotogrametria. Este software é uma boa escolha para usuários mais experientes.
• DroneDeploy é outro software de mapeamento popular que oferece recursos semelhantes ao Pix4D. Também é compatível com uma ampla gama de drones e câmeras. No entanto, possui uma interface mais simples e mais amigável para iniciantes.
• Pix4D e DroneDeploy oferecem testes gratuitos, então você pode experimentar cada um para ver qual funciona melhor para você.
• Fora isso, certifique-se de ter também uma câmera de boa qualidade, como a GoPro Hero 7 Black, para começar.

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Aplicações de mapeamento de drones

O mapeamento por drone pode ser usado para uma variedade de aplicações, como levantamento topográfico, cálculos de volume, mapeamento agrícola e monitoramento de canteiros de obras.

Local de construção

Os locais de construção são muitas vezes grandes e complexos, tornando-os difíceis de monitorizar através de métodos tradicionais. O mapeamento por drone pode ser usado para criar mapas detalhados de canteiros de obras, que podem ser usados para acompanhar o progresso e identificar possíveis problemas.

Pesquisar

Os pesquisadores podem usar o mapeamento de drones para coletar dados sobre uma variedade de tópicos, como condições ambientais, populações de animais e desastres naturais. Os geólogos podem usar tecnologia de pesquisa moderna para localizar fenômenos geológicos, incluindo rios, cúpulas, falhas e escarpas de falhas.

Eles também podem ajudar no planejamento da pesquisa se o pessoal de campo precisar visitar fisicamente determinadas regiões. Levantamentos regulares com drones podem ser usados para monitorar o crescimento da vegetação ou o movimento da vida selvagem para monitoramento ambiental.

Agrimensura

O levantamento topográfico é o processo de medir e documentar as características físicas de um terreno. O mapeamento por drone pode ser usado para criar mapas precisos de grandes áreas de terreno, que podem ser usados para diversos fins, como limites de propriedades, projetos de construção e conservação ambiental.

Mineração

A mineração é uma indústria perigosa e suja. Os drones podem ser usados para mapear minas para que os trabalhadores possam planear as suas rotas e evitar potenciais perigos. O mapeamento por drones também pode ser usado para acompanhar o progresso das operações de mineração e identificar áreas que precisam de mais atenção.

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Vantagens do mapeamento de drones

Há muitos benefícios em usar o mapeamento por drones, incluindo:

Coleta de dados mais rápida

Os drones podem cobrir grandes áreas em um curto espaço de tempo, tornando-os muito mais rápidos do que os métodos tradicionais de coleta de dados.

Mapas detalhados: O mapeamento por drone pode criar mapas detalhados que não são possíveis de criar usando métodos tradicionais.

Fluxo de trabalho automatizado

O mapeamento com drones pode produzir dados precisos que podem ser usados para diversos fins. Muitos programas de software de mapeamento de drones oferecem um fluxo de trabalho automatizado, o que facilita a criação de mapas com pouca ou nenhuma experiência.

Mais barato

Um belo drone com câmera agora pode ser adquirido por menos de $2000. Se você deseja criar seu sistema LiDAR, espere investir entre $5000 e $10.000. Embora não seja barato, contratar um helicóptero (e um piloto) para fazer um levantamento aéreo é muito mais caro.

Mais segura

Os drones podem ser usados para inspecionar áreas perigosas ou de difícil acesso sem colocar as pessoas em perigo.

As aplicações para drones estão em constante expansão à medida que a tecnologia continua a se desenvolver. Se você estiver interessado em usar mapeamento com drones, há algumas coisas que você precisa saber para começar. Drones multirotores são a melhor escolha para mapeamento devido à sua estabilidade e capacidade de transportar carga útil.

Uma boa câmera também é necessária para criar mapas detalhados. Se você deseja criar modelos 3D ou nuvens de pontos, precisará de um sistema LiDAR. Depois de ter o equipamento necessário, você precisará escolher um software de mapeamento.

Vários programas de software estão disponíveis, cada um com seus recursos e capacidades. Depois de selecionar seu software, você estará pronto para iniciar o mapeamento!

Cursos de treinamento para mapeamento de drones

Cursos de treinamento para drone mapeamento também estão disponíveis para ajudá-lo a começar. Esses cursos ensinarão os fundamentos da operação de drones, software de mapeamento e análise de dados. Esses cursos são um ótimo lugar para começar se você estiver interessado em aprender mais sobre mapeamento de drones.

Nosso Drone Comercial Pilot Bundle é um lugar maravilhoso para começar se você for um piloto de drone novato. Este curso cobrirá tudo o que você precisa saber para se tornar um piloto comercial de drones, incluindo como obter a certificação Parte 107 e o que é necessário para lançar um negócio de drones potencialmente lucrativo.

Inscreva-se neste curso básico de mapeamento 3D de UAV na Udemy se quiser aprender habilidades mais específicas. Ele cobre os fundamentos da tecnologia de mapeamento de drones e inclui um fluxo de trabalho de processamento de dados de pesquisa de amostra usando Pix4D e AgiSoft. Os especialistas em mapeamento de drones diferem dos pilotos de drones na capacidade de lidar e apresentar dados espaciais.

Conclusão

Pensando bem, podemos dizer que, para fazer um bom mapeamento com um drone, você terá que considerar o seguinte: qual o seu propósito no mapeamento, que tipo de dados você precisa e quão precisos eles precisam ser. ?

Com esses fatores em mente, você pode analisar os drones e descobrir qual atenderia melhor às suas necessidades. Lembre-se sempre de registrar seu drone no FAA e obtenha o treinamento adequado antes de voar!