CONTRIBUIÇÃO DA INTEGRAÇÃO DOS DADOS DE LEVANTAMENTO A LASER, AEROFOTOGRAMETRICOS E LEVANTAMENTOS TOPOGRAFICOS

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1 CONTRIBUIÇÃO DA INTEGRAÇÃO DOS DADOS DE LEVANTAMENTO A LASER, AEROFOTOGRAMETRICOS E LEVANTAMENTOS TOPOGRAFICOS Francisco Chagas Lopes1 Gilberto de Alcântara Lopes1 Ronie da Silva Procópio1 Sidnei dos Anjos Silva1 RESUMO: Para que um projeto de implantação ou ampliação de um empreendimento seja realizado com sucesso é preciso um estudo sobre a região escolhida. As informações sobre os principais aspectos e características desta região, que podem ser adquiridas através de levantamentos topográficos realizados de modo convencional ou á laser e aerofotogrametria, serviços estes que tem crescido muito, principalmente na prestação de serviços para as mineradoras. É no campo da mineração que se pretende aprofundar essa pesquisa. Assim, este trabalho de conclusão de curso descreverá as técnicas e os equipamentos utilizados, colocando em evidencia as contribuições, os benefícios, as desvantagens que estes serviços proporcionam, demonstrando exemplos reais, comparações, questionamentos e conclusões encontradas no período desta pesquisa. PALAVRAS-CHAVE: Aerofotogrametria. Laser. Topografia INTRODUÇÃO Devido à necessidade e à importância de se apresentar planejamentos de futuros projetos, pesquisas e estudos para exploração, as mineradoras estão utilizando tecnologias como levantamentos aerofotogramétricos e laser scanner de forma integrada ao levantamento topográfico convencional para atender as exigências dos investidores. A integração dessas tecnologias é de fundamental importância para o desenvolvimento e o planejamento do empreendimento, pois podem-se manter atualizados os dados de campo ou áreas de exploração. REFERENCIAL TEÓRICO TOPOGRAFIA Topografia é a ciência baseada na geometria e trigonometria plana que se utiliza de medidas horizontais e verticais com a finalidade de se obter a representação em projeção ortogonal sobre um plano de referencia dos pontos capazes de representar a forma dimensão e acidentes naturais e artificiais de uma porção limitada do terreno detalhando os elementos existentes e variações altimétricos acidentes topográficos. (SARAIVA, 2002, p. 14) A topografia está subdividida em levantamentos topográfi cos. Sendo eles classificados no item 2.2 a seguir. LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS. De acordo com a NBR (ABNT, 1994, p. 3), norma brasileira para execução de levantamento topográfico, o levantamento topográfico é definido por: Conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, de distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida, primordialmente, implanta e materializa pontos de apoio no terreno, determinando suas coordenadas topográficas. A estes pontos se relacionam os pontos de detalhe visando a sua exata representação planimétrica numa escala pré-determinada e à sua representação altimétrica por intermédio de curvas de nível, com equidistância também pré-determinada e/ ou pontos cotados. É conveniente ressaltar que os levantamentos planimétricos e/ou altimétricos são definidos e executados em função das especificações dos projetos. Assim, um projeto poderá exigir somente levantamentos planimétricos, ou, somente levantamentos altimétricos, ou ainda, ambos os levantamentos e para a reali- 146 PÓS EM REVISTA DO CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA 2012/2 - EDIÇÃO 6 - ISSN

2 zação desses levantamentos topográficos é necessário a utilização de equipamentos topográficos, tais como estação total, níveis etc. EQUIPAMENTOS TOPOGRÁFICOS Podem-se classificar os atuais equipamentos topográficos como modernos. Os equipamentos de topografia mais utilizados atualmente tem sofrido constante evolução, pode-se destacar o apogeu alcançado na década de 60 quando os equipamentos medidores eletrônicos de distância começaram a ser comumente usados. Certamente eram os melhores equipamentos disponíveis para a época. (MCCORMARC, 2007). ESTAÇÃO TOTAL Estação total é um equipamento de topografia que através dos seus métodos e processos de medições possibilita aos técnicos obterem bons resultados, pois esse equipamento trabalha com medições angular horizontal e vertical, com distância horizontal vertical e inclinada. Elas permitem executar diversos tipos de levantamentos como levantamento planialtimétrico para a determinação da altimétria e definição do relevo do terreno, e o levantamento planimétrico que consiste em determinar a planimétria de certos objetos visíveis e conforme a sua finalidade e o levantamento altimétrico que consiste apenas na determinação de alturas relativas a um plano de referência que também pode ser chamado de nivelamento. SENSORIAMENTO REMOTO Pode-se chamar de sensoriamento remoto o conjunto de técnicas que permitem observar e obter informações sobre a superfície terrestre, ou de qualquer outro astro, através de sensores instalados em satélites artificiais, aeronaves e até mesmo balões. As técnicas de sensoriamento remoto caracterizam-se pela separação física (distância) entre o sensor e o objeto de estudo, que está na superfície do astro observado. As informações captadas pelo sensoriamento remoto podem ser processadas digitalmente por equipamentos modernos e resultam em imagens bastante precisas. A escala da imagem obtida é limitada pela sensibilidade do sensor utilizado. Os principais sensores utilizados baseiam-se em comprimentos de ondas do espectro visível e em raios infravermelhos. Neste trabalho de conclusão de curso serão abordados os dois sistemas de captura de informações com sensores remotos, são eles o levantamento a laser scanner e o levantamento aerofotogramétrico. LEVANTAMENTO COM LASER SCANNER Considerando a definição de sensoriamento remoto apresentada anteriormente, o laser é um equipamento que captura informações sobre altura dos objetos na superfície sem entrar em contato com os mesmos. Assim, é uma das ferramentas de sensoriamento remoto e pode ser encontrado para levantamentos terrestres ou aéreos. Os dois sistemas terrestre e aéreo obtém os dados de escaneamento e imagem através de um processo automático de determinação da distância entre o objeto e o scanner através da velocidade e tempo de partida e chegada do pulso enviado. Esse processo gera produtos como modelo digital do terreno texturizados e imagens para compor uma base de dados para analise e avaliação geotécnica em áreas de mineração. Para completar o sistema Laser Scanner restam os programas para descarga dos dados brutos do Laser, GPS e da medição inercial e dos programas de processamento destes dados para obtenção do produto final como diferença de nível e curvas de nível. LEVANTAMENTO AEROFOTOGRAMÉTRICO A Fotogrametria é a ciência e tecnologia de se obter informações seguras sobre objetos físicos e do meio ambiente, através de processo de registro, medição e interpretação das imagens fotográficas. A aerofotogrametria refere-se ás operações realizadas com fotografias da superfície terrestre, obtidas por uma câmara de precisão com o eixo ótico do sistema de lentes mais próximo da vertical e montada em uma aeronave preparada para este fim. A ortorretificação tem como finalidade corrigir as distorções fotográficas ocasionadas pelo relevo, transformando assim a imagem fotográfica de uma projeção cônica para uma projeção ortogonal, mantendo a constância da escala em toda a imagem ortorretificada. MINERAÇÃO A mineração é indispensável na atividade industrial para a manutenção do nível de vida e avanço das sociedades modernas em que vivemos. Afirma-se que têm origem na atividade mineraria: os objetos metálicos, cerâmicas, combustíveis, plásticos, os insumos utilizados nos equipamentos elétricos e eletrônicos, computadores, cosméticos, passando até pelas construções de estradas e outras vias de comunicação. Assim, sem a mineração o mundo globalizado não existiria, fato este que passa despercebido à maioria da sociedade. Entre a fase de pesquisa e o início da exploração podem decorrer vários anos ou mesmo décadas, sendo os investimentos PÓS EM REVISTA DO CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA 2012/2 - EDIÇÃO 6 - ISSN l 147

3 necessários nesta fase muito elevados (podendo ser da ordem das centenas de milhões de reais) e o seu retorno não assegurado, o que ilustra bem o risco associado a esta atividade. Enfim podemos dizer que a Mineração é a atividade que tem por objeto pesquisar, descobrir e transformar os recursos minerais em benefícios econômicos e sociais. O Brasil ocupa posição de destaque nesse cenário pela riqueza da sua geodiversidade, presença de mão de obra especializada em diversos níveis e marcos legais estáveis e seguros para os investimentos. Diante deste contexto, este trabalho tem por objetivo apresentar a metodologia de levantamento de dados por três métodos diferentes e a importância desses métodos integrados dentro do cotidiano de uma mineração. JUSTIFICATIVA Todas as obras de mineração no subsolo e na superfície devem ser levantadas topograficamente e representadas em plantas adequadas. Para fins de elaboração dos correspondentes mapas e plantas todas as escavações subterrâneas e de superfície como poços, planos inclinados, galerias, chaminés, áreas mineradas, áreas com movimentação de material, inclinação dos taludes, drenagens, níveis de água, acidentes geográficos, obras civis, construções na superfície e demais elementos notáveis devem ser considerados. Assim, é obrigatória a elaboração e a atualização periódica dos mapas, plantas e desenhos. Atendendo a esta demanda, geralmente são realizados levantamentos topográficos convencionais feitos com estação total. Entretanto, os levantamentos topográficos convencionais são limitados às pequenas áreas, por se tornar inviável para grandes áreas ou para áreas de densa vegetação, devido ao custo alto e o tempo que necessitam para serem realizados. Mesmo assim, eles são indispensáveis para se manter a mina atualizada, dando suporte à geologia com a locação de furos de sondagem, cadastrando amostras, realizando levantamentos de lavras e de pilhas de minério, locação de acessos, batimetria e outros. Já, os levantamentos aerofotogramétricos são levantamentos feitos a bordo de uma aeronave com apoio de pontos ou marcos em terra. Eles são denominados como voo apoiado. Essa tecnologia surgiu após a primeira guerra mundial e permitiu que as cartas topográficas fossem atualizadas em menor tempo. Esse levantamento permite uma visualização de toda área levantada e assim, se fazerem planejamentos, estudos e viabilizar custos para mineração devido à qualidade, precisão e agilidade. A fotogrametria também auxilia nos levantamentos topográficos convencionais como meio de conferência e localização de áreas onde não se podem explorar tais como, as áreas de preservação permanente e de reserva legal. O laser scanner é uma tecnologia inovadora na técnica de determinação de MDT modelo de terreno digital. Ele apresenta de forma rápida e abrangente as coletas de dados principalmente em áreas cobertas por vegetação onde os métodos convencionais como fotogrametria e levantamentos com estação total encontram dificuldades. A integração dos dados de levantamentos fotogramétricos e laser scanner com os levantamentos topográficos convencionais servem também como conferência mutua entre os levantamentos executados para área de exploração, tornando mais confiáveis os trabalhos. Portanto, nesse trabalho apresentar-se-ão o uso e as metodologias empregando essas três tecnologias. METODOLOGIA A metodologia em questão direcionou-se para uma pesquisa de análise documental e bibliográfica porque está embasada em metodologia descritiva. COLETAS DE DADOS A presente pesquisa não tem por objeto de trabalho a coleta ou aquisição de dados de levantamentos topográficos de modo convencional ou sensoriamento remoto, mas a interpretação e analise destes. Entretanto, na intenção de tornar mais clara ainda a proposta de trabalho, esclarece-se que nesta foram empregados, os levantamentos topográficos, os dados de sensoriamento remoto com informações pontuais tridimensionais e dados formadores de imagens. Estes dados foram fornecidos pela empresa Prisma. FONTES DE DADOS Nesta pesquisa utilizar-se-á como exemplo o Projeto de Viga, localizado no município de Congonhas MG, pertencente à empresa de mineração Ferrous Resources do Brasil. A Ferrous Resources do Brasil Ltda. é uma empresa brasileira, criada em 2007, para a pesquisa, prospecção, exploração, beneficiamento e comercialização de minério de ferro, nos mercados interno e externo. Os seguintes materiais compõem este trabalho de conclusão de curso: - Os dados levantados pela empresa ESTEIO ENGENHARIA E AEROLEVANTAMENTOS S.A., que oferece serviços de aerolevantamentos utilizando-se das mais modernas tecnologias. - Os dados obtidos com o levantamento de modo convencional e a laser scanner pela empresa PRISMA. 148 PÓS EM REVISTA DO CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA 2012/2 - EDIÇÃO 6 - ISSN

4 ANALISE DOS DADOS LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO MODO CONVENCIONAL Em resumo, o levantamento topográfico realizado de modo convencional em campo, apresenta-se a seguinte metodologia: Em um marco estaciona-se a estação total, a orientação é feito em outro marco mais próximo onde se tem uma boa visão para fazer a leitura, assim inicia-se a poligonal que pode ser fechada ou apoiada em outros dois marcos que também tem as coordenadas conhecidas, nesse tipo de levantamento executado em cava ou em pilha de minério, com esta metodologia levanta-se aproximadamente dois mil e duzentos pontos ao dia, com uma média de 15,3 hectares a cada cinco dias de trabalhados. LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO LASER SCANNER Para a realização do levantamento através do laser scanner utiliza-se de coordenadas de referencia, fornecidas pelos marcos existentes ou implantados para a ocasião. Estas coordenadas são utilizadas para amarração das medições. O levantamento inicia-se com a instalação de um dos receptores de GNSS (GPS, modo RTK), em um marco de coordenadas conhecidas, definido como BASE. Outro receptor denominado como ROUVER é acoplado ao aparelho laser que está instalado em um veículo, que por sua vez percorre toda a área realizando varreduras, a cada varredura é coletado pelo rouver um ponto com coordenadas corrigidas pela Base em tempo real, após a conclusão do processo de varreduras, os dados são direcionados ao escritório, onde os mesmos são processados e analisados. Concluído estas etapas, é gerado um produto final de acordo com a solicitação do cliente. O levantamento a laser pode ser realizado também com estação total para fazer a amarração das varreduras, seguindo a metodologia citada no item Para um levantamento de um trecho de 2580 m (dois mil e quinhentos e oitenta) metros de comprimento e aproximadamente 40 metros de largura, em um tempo de 06h39min. Para o levantamento deste trecho, foram realizadas 87 (oitenta e sete) varreduras com o scanner, na posição vertical, somando um total de aproximadamente (quarenta milhões cento e cinquenta e cinco mil e cento e sessenta e quatro) pontos coletados. ORTOFOTO Para obter-se uma ortofoto é necessário executar algumas etapas: 1. Projeto fotogramétrico e plano de voo. 2. Pré-sinalização de alvos. 3. Vôo e tomada dos fotogramas. 4. Processamento fotográfico. 5. Determinação de pontos fotoidentificáveis para o apoio de campo. 6. Levantamento de campo. 7. Aerotriangulação. 8. Restituição. O tempo necessário para realizar este trabalho, baseia-se em um cronograma onde apresenta-se uma margem de dias para cada etapa, chegando-se a um tempo total de quatro meses. Os levantamentos citados acima foram realizados para atender as necessidades do empreendimento, no caso o Projeto Mina de Viga, com o intuito de gerar informações para o banco de dados da mineração, disponibilizando estas para profissionais responsáveis por diversas atividades na mina. CONCLUSÃO Diante do que foi apresentado neste Trabalho de Conclusão de Curso pode-se concluir que todas as três tecnologias de obtenção de informações são complementares e não concorrentes. O que define qual tecnologia se deve usar é o tamanho da área a ser levantada, o tempo necessário para a execução do levantamento e o preço. A integração dos dados de levantamentos fotogramétricos e laser scanner com os levantamentos topográficos convencionais se mostra bastante interessante principalmente no que diz respeito a prazos de execução, detalhamento nas informações, que complementam e facilitam a execução dos projetos de engenharia. REFERÊNCIAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR Execução de Levantamento Topográfico. Rio de Janeiro, ANTUNES.C. Levantamentos Topográficos, Apontamentos de Topografia. 1995, 129p. Tese, Engenharia geográfica, Departamento de Matemática. Faculdade de ciências, Universidade de Lisboa. - Acessado em: 20/05/2011 ás 20h38min. FIGUEIREDO, Divino. Conceitos Básicos de Sensoriamento Remoto. São Paulo, Disponível em: < Acesso em: 12/04/2012 ás 20:00min. FONTES. L. C. A.A, Fundamentos da Aerofotogrametria, Aplicada a Topografia, Apostila, Técnicas de Geomensura, Universidade Federal da Bahia. Disponível em: de%20aerofotogrametriapdf.pdf Acesso em: 05/05/2012 ás 20h15min. - Acessado em: 18/04/2012 ás 19h40min. PÓS EM REVISTA DO CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA 2012/2 - EDIÇÃO 6 - ISSN l 149

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