No cerne da revolução do LiDAR está sua capacidade de emitir pulsos de laser que podem penetrar na vegetação, capturando assim níveis do solo com precisão milimétrica. Em contraste, a fotogrametria depende da captura de imagens de plataformas aéreas, muitas vezes levando a imprecisões devido à obstrução representada pelas copas da vegetação. A limitação inerente da fotogrametria em inferir terreno somente de cima da vegetação representa desafios significativos para alcançar resultados precisos.
Revelando o terreno velado: a superioridade do LiDAR brilha
Quando se trata de conduzir levantamentos detalhados em áreas densamente povoadas com vegetação, o LiDAR surge como o campeão indiscutível. Em virtude de seus pulsos de laser que são adeptos de penetrar através da folhagem, o LiDAR pode revelar os verdadeiros níveis do solo que ficam abaixo do dossel, oferecendo um nível incomparável de precisão e confiabilidade. Este é um salto monumental em comparação aos métodos fotogramétricos tradicionais que muitas vezes não conseguem capturar a imagem completa do terreno abaixo da cobertura vegetal.
Por que os métodos fotogramétricos têm dificuldades em áreas de vegetação densa?
No cerne disso, a fotogrametria tradicional depende de imagens tiradas de uma câmera que são usadas em um cálculo de triangulação que determina sua posição no espaço, bem como para verificar suas distorções e dimensões internas. Embora isso possa produzir um forte modelo tridimensional de uma cena, ele tem a limitação muito problemática de que só pode renderizar o que a câmera “vê”. Portanto, se a câmera só consegue ver o topo da copa das árvores (o que é a grande maioria dos casos), essa é a profundidade máxima de campo que o sistema é capaz de medir.
Na imagem da seção transversal acima (Figura 1), os pontos amarelos são de um conjunto de dados de fotogrametria, enquanto os pontos em marrom são de uma varredura LiDAR sobre a mesma área. Como pode ser visto claramente, os pontos de fotogrametria não conseguiam “ver” dentro do dossel da vegetação e estão posicionados bem acima do terreno ou solo. A Figura 1a é um exemplo adicional.
Na Figura 2, o ortomosaico mostra uma vegetação muito densa cobrindo o terreno com um perfil amarelo da linha de seção transversal. A área do perfil abaixo mostra uma nuvem de pontos de fotogrametria em azul, enquanto a varredura LiDAR é dada em vermelho. Neste caso, apenas os pontos classificados como “Terra” são mostrados para destacar os diferentes resultados. No native indicado, uma inclinação de 7,8 m está faltando no conjunto de dados de fotogrametria com um deslocamento variável de ~3 a 4 m acima do solo.
A Figura 3 mostra uma tendência semelhante da nuvem de pontos derivada da fotogrametria “pairando” acima do terreno actual sem penetração de vegetação.
Como essa falta de penetração da vegetação afeta a produção de DTM ou de contorno?
A resposta simples aqui é que modelos que áreas geradas a partir de métodos fotogramétricos não podem ser usados com alta certeza em áreas densamente vegetadas. Eles podem ser usados em áreas abertas e afloramentos de vegetação isolados simplesmente removidos ou interpolados, não há garantia de que isso realmente represente o terreno abaixo. O efeito de tentar pesquisar um terreno como o exemplo dado nas figuras acima gerará subconjuntos de dados sem sentido, como DTM e contornos.
Concluindo, o uso da tecnologia LiDAR é muito superior ao da tecnologia mais antiga usada em fotogrametria somente de imagem. Embora esses possam ser métodos mais acessíveis para realizar coleta de dados para DTM ou produção de contorno, os resultados finais estão longe de ser precisos e oferecem uma representação distorcida do terreno e podem causar desequilíbrios significativos nos cálculos posteriores pelo cliente.
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