Utilização da Vants para mapeamento de áreas agrícolas

O mapeamento de glebas de terras utilizando-se de veículo aéreo não tripulado é uma opção mais barata e acessível que pode ser aplicada para diversas situações.

A agricultura de precisão (AP) consiste em um conjunto de tecnologias cujo objetivo é aumentar a eficiência de produção, com base no manejo diferenciado de áreas agrícolas. A AP faz uso intenso de geotecnologias e destas, do Sensoriamento Remoto em seus diferentes níveis de coleta de dados (orbital, aéreo e terrestre).

Os Veículos Aéreos Não Tripulados (Vants) têm despontado como uma alternativa versátil e de baixo custo para o mapeamento de áreas. A preferência pelo uso desta tecnologia para realização da fotogrametria ou sensoriamento remoto, no nível aéreo, na AP ou em outras aplicações, deve-se principalmente à boa resolução das imagens obtidas, sofrer obstrução por nuvens ou fumaça e também por oferecer maior liberdade ao usuário, uma vez que as imagens podem ser obtidas no momento em que se fazem necessárias.

Veículo Aéreo Não Tribulado (Vant) Swinglet da Sensefly, utilizado para a cobertura aerofotogramétrica da área de estudo.
Veículo Aéreo Não Tribulado (Vant) Swinglet da Sensefly, utilizado para a cobertura aerofotogramétrica da área de estudo.
Veículo Aéreo Não Tribulado (Vant) Swinglet da Sensefly, utilizado para a cobertura aerofotogramétrica da área de estudo.
Veículo Aéreo Não Tribulado (Vant) Swinglet da Sensefly, utilizado para a cobertura aerofotogramétrica da área de estudo.

O produto do mapeamento com Vant é de maneira geral um mosaico de imagens da área coberta pelo voo. Pode-se definir mosaico como um bloco de imagens aéreas adjacentes e unidas sistematicamente pelo devido ajuste e sobreposição de suas margens vizinhas, de maneira a se obter uma representação contínua da área mapeada. Os mosaicos, genericamente, podem ser controlados ou não controlados.

Os mosaicos não controlados não possuem pontos de controle na área a ser mapeada. Já os mosaicos controlados requerem a implantação de pontos de controle no terreno para orientar o modelo fotogramétrico em relação à vertical e corrigir sua escala. A utilização de pontos de controle do terreno permite uma melhor qualidade no mosaico. Destaca-se que pontos de controle são pontos cujas coordenadas são determinadas em campo através de posicionamento por sistemas GNSS, como o GPS, utilizando-se de métodos que garantam uma qualidade na ordem de centímetros.

Trecho de mosaico obtido na cobertura aerofotogramétrica da área de estudo, exibindo parte do campus da Unesp de Jaboticabal.
Trecho de mosaico obtido na cobertura aerofotogramétrica da área de estudo, exibindo parte do campus da Unesp de Jaboticabal.

Neste contexto, o Núcleo de Geomática e Agricultura de Precisão (NGAP), do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV/Unesp), desenvolveu um trabalho com o objetivo de verificar a qualidade de mosaicos gerados a partir de imagens aéreas coletadas por um Vant, utilizando-se e não se utilizando pontos de controle no terreno.

Para tanto, foram medidos em campo 14 pontos de controle, utilizou-se o receptor GNSS Trimble R6 com coletor de dados Trimble TSC3 (método de posicionamento relativo rápido estático), sendo realizado o pós-processamento no software Trimble Business Center 2.8.

Posteriormente, para verificar a qualidade dos mosaicos, foi realizado o levantamento cadastral de quatro glebas de terra mapeadas na cobertura aerofotogramétrica, utilizando-se o posicionamento relativo semicinemático com os equipamentos acima citados.

Para a cobertura aerofotogramétrica da área, foi utilizado o Vant Swinglet da Sensefly. A área coberta pelo voo foi de, aproximadamente, 400 hectares. A câmera utilizada foi a Canon IXUS22OHS, que registra o espectro eletromagnético na faixa do visível. Os mosaicos foram gerados no software Terra 3D.

Comparando as coordenadas dos pontos de controle medidas em campo com as obtidas no mosaico controlado obteve-se um erro médio para as coordenadas Este de (0,104 ± 0,031)m, para as coordenadas Norte foi de (0,074 ± 0,019)m, que levaram a um erro planimétrico de (0,128 ± 0,036)m. Com relação à altimetria, o erro médio para a altitude elipsoidal foi de (0,199 ± 0,089)m.

O relatório de processamento do mosaico com pontos de controle indicou um erro médio de reprojeção igual a 10,6% do tamanho do pixel; já para o mosaico gerado sem a utilização de pontos de controle, o erro médio foi de 23,7%. Dessa forma, constata-se que há uma diminuição de, aproximadamente, 50% do erro ao utilizar pontos de controle no terreno na geração do mosaico.

A Tabela 1 exibe os resultados do cálculo de área relativos às quatro glebas de terra levantadas em campo (controle) e as respectivas áreas calculadas nos mosaicos com e sem a utilização de pontos de controle no terreno.

Os resultados exibidos na Tabela 2 indicam que o erro médio da diferença de área entre o controle (levantamento de campo) e o mosaico controlado foi de (73,43 ± 15,53)m, 0,9% em valor relativo, já para o mosaico que não utilizou pontos de controle, o erro foi de (107,74 ± 31,51)m, 1,3% em valor relativo. Destaca-se que não ocorreu diferença estatisticamente significativa entre os erros de área do mosaico controlado e não controlado.

Na Tabela 2 são exibidos os resultados do cálculo do perímetro relativos às glebas levantadas em campo (controle) e os respectivos perímetros calculados nos mosaicos com e sem a utilização de pontos de controle no terreno.

Os resultados exibidos pela Tabela 2 indicam que o erro médio da diferença de perímetro entre o controle e os mosaicos foi de (1,78 ± 0,20)m, 0,5% em valor relativo, para o mosaico controlado; para o mosaico não controlado o erro foi de (3,44 ± 0,68)m, 1% em valor relativo. Também, neste caso, não ocorreu diferença significativa entre o erro do mosaico controlado e o erro do mosaico não controlado.

Baseando-se nos resultados obtidos, pode-se concluir que o mapeamento de glebas de terra utilizando-se de Veículo Aéreo Não Tripulado é viável, principalmente para finalidade agrícola, onde o cadastro pode atingir a ordem de decímetro, como foi alcançada nos erros planimétricos e altimétrico.

Com relação à determinação de áreas e perímetros, também podemos considerar satisfatória, visto que o erro não ultrapassou, em valores relativos, o valor de 1,3%. Também a utilização de pontos de controle não seria necessária para essa finalidade, visto que não ocorreu diferença significativa entre os erros obtidos no mosaico controlado e não controlado, tanto para área, como para o perímetro.

Maleta com o kit utilizado no experimento.
Maleta com o kit utilizado no experimento.


David Luciano Rosalen, FCAV/Unesp, Jaboticabal


Artigo publicado na edição 157 da Cultivar Máquinas. 

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