Análise da qualidade posicional de produtos gerados por LST e ARP em diferentes alturas de voo

Abstract

A nuvem de pontos do laser scanner terrestre (LST) vem sendo utilizada em diversas áreas da engenharia, contudo, pouco se sabe da sua qualidade posicional. Da mesma forma, a utilização de aeronave remotamente pilotada (ARP) aumenta consideravelmente a cada dia em diversas áreas de atuação, com destaque na realização do mapeamento fotogramétrico. O presente trabalho tem como objetivo analisar a qualidade posicional da nuvem de pontos gerada pelo laser scanner terrestre (LST) e das ortofotos geradas pela aeronave remotamente pilotada (ARP). Para tanto, foi realizado um levantamento com o LST da área do estudo e, posteriormente, voos com o ARP em três com alturas diferentes (60, 90 e 120 metros), podendo dessa forma analisar a influência da altura de voo na qualidade posicional das ortofotos. A área de estudo foi de aproximadamente 11,8 ha, que compreendeu parte do campus da Universidade Federal de Viçosa, no estado de Minas Gerais. Foram realizados testes estatísticos para análise da distribuição dos pontos de checagem e controle, bem como a análise de tendência nas amostras de discrepâncias que são utilizadas no processo de avaliação posicional. A avaliação da acurácia posicional das amostras foi realizada de acordo com o método de feições pontuais aplicando o Decreto no 89.817 (BRASIL, 1984), complementado pela ET-CQDG (DCT/DSG, 2016) e pelo método das feições lineares aplicando o Buffer Duplo. Para o experimento, foram geradas três ortofotos em alturas de voo diferentes e uma nuvem de pontos obtida pelo LST. O resultado da avaliação da distribuição espacial para os pontos de controle e os pontos de checagem apresentou um padrão aleatório. Após análise da acurácia posicional, a nuvem de pontos do LST, utilizando a feições pontuais e feições lineares, foi classificada na Classe A, associada à escala de mapeamento de 1/280, com valor do RMS das discrepâncias posicionais de 0,050 m para planimetria. O resultado da classificação das ortofotos referente à altura de voo de 60 e 90 m, apresentou Classe A, associada à escala de mapeamento de 1/170, já para o voo de 120m, a ortofoto foi classificada na Classe A associada à escala de mapeamento de 1/180, sendo o valor do RMS das discrepâncias posicionais de 0,030 m para as três alturas de voo. Diante dos resultados obtidos, conclui-se que as variações da altura de voo, não tiveram grande influência na qualidade do produto gerado. Isso significa que a melhor opção para fazer o mapeamento é na altura de voo de 120 metros.

The cloud of points of the terrestrial laser scanner (LST) has been used in several areas of engineering, however, little is known of its positional quality. Likewise, the use of remotely piloted aircraft (ARP) increases considerably each day in several areas of practice, especially in the realization of photogrammetric mapping. The present work aims to analyze the positional quality of the cloud of points generated by the laser scanner (LST) and the orthophotos generated by the remotely piloted aircraft (ARP). For that, a survey of the study area was carried out with the LST and, afterwards, flights with the ARP in three different heights (60, 90 and 120 meters), thus being able to analyze the influence of flight height on the positional quality of the orthophotos. The study area was approximately 11.8 ha, comprising part of the campus of the Federal University of Viçosa, in the state of Minas Gerais. Statistical tests were performed to analyze the distribution of the checkpoints and control points, as well as the trend analysis in the discrepancy samples that are used in the positional evaluation process. The evaluation of the positional accuracy of the samples was performed according to the point features method, applying Decree No. 89,817 (BRASIL, 1984), complemented by the ET-CQDG (DCT / DSG, 2016) and by the linear feature’s method applying the Double Buffer. For the experiment, three orthophotos were generated at different flight heights and a cloud of points obtained by LST. The result of the spatial distribution assessment for control points and checkpoints presented a random pattern. After positional accuracy analysis, the LST point cloud using point features and linear features was classified in Class A, associated with the 1/280 map scale, with an RMS value of positional discrepancies of 0.05 m for planimetry. The result of the classification of the orthophotos for flight height of 60 and 90 m, presented Class A, associated to the mapping scale of 1/170. For the flight of 120m, the orthophoto was classified in Class A associated with the mapping scale of 1/180, being 0.03 the RMS value of the positional discrepancies for the three flight heights. In view of the obtained results, it is concluded that the flight height variations did not have a great influence on the quality of the generated product. This means that the best option for the mapping is at the flight height of 120 meters.