Tecnologia Lidar

Tecnologia LIDAR: Como trabalhar com Laser na Topografia?

Você já ouviu falar de mapeamento com o uso da tecnologia LIDAR, comumente chamada de Laser? Entenda esse método de sensoriamento remoto ativo, que utiliza laser pulsado para medir distâncias, permitindo a obtenção de informações tridimensionais acerca da superfície terrestre com alta precisão.

Por Luís Antônio Soares *

Sabe-se que o homem sempre necessitou conhecer o espaço em que vive, seja por questões de sobrevivência, orientação, segurança ou construção.

No princípio, a representação do meio era feita sem técnicas avançadas, baseando-se apenas na observação, descrição e representação do ambiente. Com o tempo surgiram técnicas e equipamentos robustos de medição para obtenção de dados de forma rápida, fácil e precisa. Dentre essas novidades, tem-se o uso de feixes laser para obter informações de um certo meio.

O que é o LIDAR e para que serve?

Um laser (light amplification by stimulated emission of radiation) é um dispositivo que produz radiação eletromagnética, por meio de amplificação da luz por emissão estimulada de radiação.

A tecnologia que utiliza o laser para identificar a distância e/ou outra informação a respeito de um determinado objeto distante é denominada LIDAR, do inglês “Light Detection and Ranging”.

Trata-se de uma tecnologia voltada para o campo da Fotogrametria e Sensoriamento Remoto, baseada na utilização de perfiladores laser aerotransportados, que emitem diversos pulsos infravermelhos curtos em direção à superfície da Terra (ou de qualquer outro objeto observável) de forma repetitiva, permitindo a obtenção de informações tridimensionais acerca da superfície terrestre com alta precisão.

O princípio de funcionamento está baseado na emissão pulsos laser sob uma determinada taxa de frequência de repetição e numa taxa de varredura geralmente do tipo perpendicular à direção da linha de voo.

Dessa forma, o sensor laser possui a capacidade de atingir múltiplas reflexões, ou seja, vários pulsos podem ser refletidos sobre um mesmo objeto, possibilitando vários tipos de análise de dados.

Leia também: Topografia Subterrânea: a engenharia que se revela sob nossos pés.

Aplicabilidade do LIDAR na Topografia

Nesse tipo de levantamento, é obtida, como produto, uma nuvem de pontos com coordenadas X, Y, Z altamente densificada que garante que o ambiente seja mapeado com um nível de detalhamento impressionante.

Em razão disso, várias áreas, como a Mineração, a Topografia e os setores agrícola, industrial, de Engenharia Civil, Florestal e da Arquitetura, vêm, cada vez mais, se utilizando dessa tecnologia para coletar mais pontos, com maior precisão e em menos tempo.

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Existem, hoje, no mercado, equipamentos próprios para levantamentos a laser, chamados laser scanners, e estações robóticas dotadas de feixe laser. A principal diferença entre eles é o número de pontos coletados por segundo e isso pode ser um diferencial para determinados projetos.

Essa técnica pode ser aplicada tanto em levantamentos aéreos como terrestres, obtendo, ao final do processo, uma nuvem de pontos que pode dar origem à um modelo digital e tridimensional da área mapeada.

Esses modelos podem ser tanto de terreno, o MDT, quanto de superfície, o MDS. O MDS é um modelo planialtimétrico da superfície da Terra, incluindo a vegetação e edificações, enquanto, o MDT é um modelo onde as interferências de vegetação e edificações não são consideradas.

Além disso, podem ser gerados, a partir da nuvem de pontos, modelos de objetos ou construções, com utilização, por exemplo, para a modelagem de patrimônio histórico e mapeamento de minas.

Vantagens do uso do LIDAR na Topografia

Quando se deseja gerar um modelo digital, a quantidade de informação é proporcional ao nível de detalhamento do seu projeto.

Sendo assim, o laser surge como uma tecnologia que garante mapeamento completo de uma certa região com alta precisão, tornando o trabalho muito mais fiel e detalhado da área mapeada.

Além disso, levantamentos LIDAR são aconselhados para áreas em locais inacessíveis com topografia convencional, trazendo maior facilidade e segurança nos levantamentos.

Ressalte-se também que, por obter milhares de pontos, o levantamento se torna mais completo e de menor custo, já que necessita de menos pessoal capacitado e é feito em um tempo muito menor.

Por que usar a Topografia Convencional?

Se temos essas novas tecnologias, por que continuamos usando a topografia convencional? Esta pergunta é fácil de ser respondida. A topografia é essencial para servir de referência e base para que essas novas tecnologias alcancem uma precisão adequada para geração de produtos cartográficos.

Saiba mais: Erros mais comuns ao se realizar um levantamento topográfico.

O sistema LIDAR aerotransportado já conta com a combinação, numa mesma plataforma, do Sistema de Navegação Global por Satélites (GNSS – Global Navigation Satellite Systems), que fornece a posição da aeronave, e do Sistema de Navegação Inercial (INS – Inertial Navigation System), que determina os ângulos de atitude da aeronave, possibilitando o cálculo da distância entre o sensor e o alvo situado no terreno. Essa mesma combinação pode ser aplicada em mapeamentos móveis.

Porém, quando você trabalha com o laser terrestre, tem-se a necessidade de amarrar o levantamento em pontos de coordenadas conhecidas. Para isso, utiliza-se a Topografia Convencional ou técnicas de Geodésia para se determinar pontos de coordenadas conhecidas, por exemplo, por GNSS ou através de uma poligonal.

Vale ressaltar que, para efeito de visualização, nem sempre é necessária a utilização de tais pontos de controle. Esses são utilizados apenas quando se desejam produtos finais com qualidade posicional.

Conceitos convencionais apoiando a Topografia com Laser

Agora que você já conhece as principais características de um levantamento com laser e suas aplicações, você poderá consolidar seus conhecimentos com o curso de Topografia Básica do Instituto GEOeduc.

Esse curso apresenta, de forma simples e didática, os principais conceitos, técnicas e aplicações da Topografia em diversas áreas do conhecimento, com um capítulo especial voltado para a apresentação das novidades do setor, como o laser scanner e os drones.

Curso Topografia

Luís Antônio Soares e Sousa – Engenheiro Cartógrafo e Agrimensor. Mestrando no programa de Ciências Geodésicas da Universidade Federal do Paraná, graduado em Engenharia Cartográfica e de Agrimensura na Universidade Federal de Uberlândia e ex-bolsista nos programas Jovens Talentos para Ciências CAPES/CNPq, PIVIC e PIBIC/CNPq. Além disso, atuou como membro na EJEAC Consultoria, no qual desempenhou a função de Diretor Administrativo-Financeiro e Diretor Presidente. Participou do programa de mobilidade acadêmica Internacional BRAFITEC no período de 2015-2016 no Institut National des Sciences Apliquées em Strasbourg, França.


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