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1. AEROFOTOGRAMETRIA
COM DRONES
CONCEITOS BÁSICOS
EBOOK

2. EBOOK PROD UZIDO E DISTRIBUÍDO POR HORUS AERONAVES LTDA
TODOS OS DIRE ITOS RESERVADOS
É PROIBIDA A REPRODUÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE MATERIAL SEM AUTORIZAÇÃO
AEROFOTOGRAMETRIA
COM DRONES
CONCEITOS BÁSICOS

3. A aerofotogrametria já é uma velha conhecida da cartografia. Desenvolvida em 1903,
até hoje esta técnica auxilia na geração de materiais cartográficos, cujos dados topográficos
são obtidos por meio de fotografias aéreas da superfície terrestre.
Inicialmente, as imagens eram capturadas com balões. Depois, os aviões e os helicópteros
passaram a auxiliar neste processo. Atualmente, o mercado oferece aeronaves tripuladas,
satélites e drones equipados com câmeras especiais, capazes de registrar dados para
diferentes fins.
Este ebook tem como objetivo informar como os drones estão inseridos dentro deste
contexto, assim como suas principais vantagens e benefícios. Além disso, também iremos
listar os principais pontos que garantem a precisão da coleta de dados, e quais são as
câmeras e sensores que podem ser utilizados durante o mapeamento aéreo.
Ao final, você aprenderá como funcionam os drones e como operá-los, o que tornará seu
trabalho mais eficiente e seguro.
O conteúdo dos capítulos a seguir destina-se a pesquisadores, engenheiros, topógra-
fos e todos os profissionais que utilizam a cartografia no seu dia a dia. A partir das tec-
nologias desenvolvidas pela Horus, nós esperamos otimizar o seu trabalho, uma vez que
os drones podem complementar, ou até mesmo substituir o uso de outras ferramentas e
tecnologias.
Boa leitura!
I N T R O D U Ç Ã O 0 3

4. Í N D I C E 0 4
1. Como a aerofotogrametria é feita hoje
2. Tipos de drones: escolha o modelo certo para a sua demanda
3. Conceitos de aerofotogrametria aplicados aos drones
4. Garantindo a precisão de dados
5. Entendendo os tipos de câmeras e sensores
6. Como funcionam os drones e como operá-los
6.1 Operando um drone
6.2 Observando as condições climáticas
6.3 Quais medidas de segurança devo tomar?
7. Adquirindo um drone Horus

5. 1 . C O M O A A E R O F O T O G R A M E T R I A É F E I TA H O J E 0 5
Nos primórdios da aerofotogrametria, o registro de imagens terrestres, marítimas ou
aéreas de um território era realizada com balões. Mais tarde, este mesmo processo passou
a ser executado com aviões e helicópteros, até chegar ao uso de satélites e VANTs. Mas,
como funciona, exatamente, cada um destes processos?
No caso das aeronaves tripuladas, o plano de voo, ou seja, a definição da área a ser
mapeada, é criado analisando os recursos disponíveis, como plantas ou mapas da região
onde o levantamento fotográfico será realizado. A aeronave, então, percorre linhas de voo
paralelas entre si para gerar imagens sequenciais. Geralmente, cada imagem coletada
representa horizontalmente 30% a 40% da imagem anterior, e de 60% a 80% no sentido
vertical da aeronave. Sendo assim, são necessários vários voos até obter uma imagem de
qualidade - e por isso este método é hoje considerado pouco vantajoso em termos
financeiros.

6. Nós também podemos coletar imagens para fins de fotogrametria a partir de satélites.
Porém, para finalidades civis, as imagens capturadas com esta tecnologia nem sempre
possuem uma qualidade satisfatória, pois a resolução é baixa (GSD médio de 30 cm/pixel).
Outro ponto negativo é o tempo necessário para a coleta: um satélite pode levar meses
para sobrevoar uma mesma região, além de depender de condições climáticas favoráveis.
Outra alternativa são os drones, que no Brasil também são conhecidos como VANTs
(Veículos Aéreos Não Tripulados) e estão sendo cada vez mais utilizados para a captura de
imagens aéreas. Assim como outros veículos e tecnologias móveis, os drones utilizam
sistemas de GPS para sobrevoar a região que será mapeada.
Há também aqueles que utilizam os sistemas RTK e PPK, responsáveis por corrigir o
posicionamento do drone em tempo real ou após o voo e, assim, garantir a precisão dos
dados. Em VANTs mais modernos, como é o caso das aeronaves da Horus, estes o sistemas
RTK já vêm embutidos na aeronave e funciona automaticamente; enquanto o sistema PPK
opera no software, após a coleta das imagens.
COMPARE AS PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE OS SISTEMAS GPS, RTK E PPK
1 . C O M O A A E R O F O T O G R A M E T R I A É F E I TA H O J E 0 6
imagem gerada por drone x imagem de satélite

7. 1 . C O M O A A E R O F O T O G R A M E T R I A É F E I TA H O J E 0 7
Para mapear um local com um drone, você fará a programação do voo pelo computador
utilizando um software de planejamento. No caso das aeronaves da Horus, a decolagem, o
mapeamento e o pouso são efetuados automaticamente. Depois do voo, os dados
coletados poderão ser baixados no seu computador e, por fim, analisados na nossa
plataforma de processamento de imagens.
O processamento das imagens oferece diversas possibilidades de produto final. A partir
de modelos digitais, nuvens de pontos e ortofotos é possível obter informações sobre
relevo, distâncias, tamanhos, alturas de objetos e volumes.
O software de processamento de imagens disponibiliza diversas ferramentas que, com o
seu uso, revelam novas funcionalidades à medida que os usuários identificam novas
necessidades e aplicações durante os aerolevantamentos, ou seja, é uma tecnologia em
constante evolução.

8. 2 . T I P O S D E D R O N E S : E S C O L H A O M O D E L O C E R T O PA R A A S U A D E M A N D A 0 8
Atualmente existem 2 tipos de drones no mercado: os modelos com asa fixa e os modelos
multirotores.
Os drones de asa fixa são como pequenos aviões. O sistema de lançamento, em geral,
ocorre com o auxílio de uma catapulta, enquanto o pouso pode ocorrer de maneira linear
("de barriga") ou com a ajuda de um paraquedas. Este modelo geralmente oferece um
maior tempo de voo, o que nós chamamos de autonomia. Os modelos Maptor RTK,
Maptor Agro e Verok, por exemplo, oferecem 60, 80 e 120 minutos de voo,
respectivamente. Os VANTs de asa fixa são mais indicados para áreas extensas.
Já os drones multirotores são geralmente utilizados em áreas
menores. Funcionam como mini helicópteros: tanto a
decolagem quanto o pouso ocorrem na vertical. Esta é a
categoria mais popular de VANTs e são amplamente utilizados
em produções de cinema, ações publicitárias, inspeções na
área civil e até mesmo em atividades recreativas. Apesar disso,
o tempo de voo deste tipo de equipamento é menor: em média
25 minutos.
imagem ilustrativa da internet

9. 3 . C O N C E I T O S D E A E R O F O T O G R A M E T R I A A P L I C A D O S A O S D R O N E S 0 9
Antes de realizar os seus primeiros voos, é necessário que você esteja a par de alguns
termos que são empregados quando o assunto é levantamento de dados com VANTs.
São eles:
Resolução: é a limitação operacional de um sistema de sensoriamento remoto para
produzir uma imagem nítida e bem definida.
Resolução espacial: é a distância mínima entre dois objetos que um sensor pode distinguir
no terreno.
GSD: O GSD (Ground Samplig Distance) é a distância entre os centros de dois pixels
consecutivos medidos no solo. Quanto menor o GSD, maior é a resolução espacial e
melhor é a qualidade da imagem, ou seja, os detalhes são muito mais ricos.
Vamos explanar este conceito com um exemplo: um GSD de 5 cm significa que um pixel
representa 5 cm no chão (25cm²). Mesmo em um voo com altitude constante, o projeto
talvez apresente áreas com GSD diferentes. Isso ocorre devido ao relevo do terreno
mapeado e pequenas variações no ângulo de captura de imagem da câmera.
Contudo, os softwares de processamento de dados compensam estas variações e aplicam
um GSD médio de todo o mapeamento. Sendo assim, o GSD está diretamente ligado à
resolução da câmera utilizada e também à altura do voo.

10. 3 . C O N C E I T O S D E A E R O F O T O G R A M E T R I A A P L I C A D O S A O S D R O N E S 1 0
Com a câmera multiespectral parrot sequoia, o GSD do drone Maptor Agro é de até
2,7cm/pixel. No drone Maptor RTK, com a câmera RGB 20MP, o GSD é de até 2,3cm por
pixel; enquanto no drone Verok, o GSD com a câmera RGB 42MP é de até 1,3 cm/pixel.
Então, se você precisa captar imagens aéreas de alta qualidade, já sabe onde encontrar.
GSD: 4,5 cm/pixel GSD: 10 cm/pixelGSD: 1,3 cm/pixel

11. 3 . C O N C E I T O S D E A E R O F O T O G R A M E T R I A A P L I C A D O S A O S D R O N E S 1 1
Precisão: quando falamos em "aerolevantamento" existem dois tipos de precisão - a
precisão geográfica e a precisão de medições.
Precisão geográfica/espacial: baseada em coordenadas geográficas de GPS,
representa o espaço e os fenômenos que nele ocorrem. A precisão geográfica em
VANTs, sem uso de RTK ou pontos de controle, costuma considerar uma margem de 1 a
3 metros de erro de posicionamento - vale ressaltar que utilizando-se de pontos de
controle ou de RTK, a precisão se torna centimétrica.
Precisão em medições: essa precisão se refere aos cálculos feitos em cima dos
materiais gerados. Por exemplo, dentro de uma ortofoto você pode medir o
comprimento de uma pista de pouso. Ao realizar tal medição, a margem de erro é de
centímetros, variando conforme o GSD do mapa.

12. 3 . C O N C E I T O S D E A E R O F O T O G R A M E T R I A A P L I C A D O S A O S D R O N E S 1 2
Sobreposição: as fotografias realizadas durante o aerolevantamento são sequenciais.
Dessa forma é possível ajustar o índice de sobreposições dessas imagens, indicando o
quanto de uma foto irá incidir, sobrepor a outra. Esse índice de sobreposição influencia na
qualidade do mapa gerado, sendo que a porcentagem ideal costuma ser de 70% lateral e
80% frontal.
Ortorretificação: tem como finalidade corrigir geometricamente a imagem, pixel por
pixel, das distorções decorrentes do relevo, transformando a foto de uma projeção cônica
para uma perspectiva ortogonal e, assim, mantendo a constância da escala em toda a
imagem ortorretificada.
SOBREPOSIÇÃO LATERAL
70%
SOBREPOSIÇÃO LONGITUDINAL
80%

13. 3 . C O N C E I T O S D E A E R O F O T O G R A M E T R I A A P L I C A D O S A O S D R O N E S 1 3
Escala: é a característica mais informativa da imagem. Uma vez conhecida a escala de
uma fotografia, pode-se descobrir várias outras informações relevantes como, por
exemplo, a área total coberta na imagem.
Calcular a escala de uma imagem é simples, desde que se saiba a altura do voo durante o
registro das fotografias, assim como a distância focal da câmera utilizada.
Outra forma de obter a escala de uma fotografia aérea é comparando a distância entre
pontos escolhidos na foto - desde que esses pontos possam ser identificados num mapa de
escala conhecida.

14. 4 . G A R A N T I N D O A P R E C I S Ã O D E D A D O S 1 4
Além dos termos apresentados no item anterior, há também conceitos que se referem
especificamente à precisão de dados, que garantem a qualidade do material coletado e
das análises que serão realizadas posteriormente.
Acurácia: um mapa pode ter alta precisão, mas não ser útil para o cadastramento
urbano, pois suas coordenadas de latitude e longitude estão distorcidas do seu real
valor. A acurácia, portanto, define o posicionamento geográfico mapa.
Para atingir a acurácia desejada é preciso utilizar métodos mais precisos para o
geoposicionamento da aeronave. Em muitos casos, as fotos são georreferenciadas
segundo o GPS de navegação do VANT, que possui um erro médio em geral de 3
metros. Desse modo, podemos concluir que um drone com alta precisão pode ter baixa
acurácia.
Pontos de controle em solo, ou a adição de
tecnologia RTK dentro das aeronaves são alguns
métodos que contribuem para aumentar a acurácia
da área processada. Tais métodos estão presentes
nos nossos produtos. Escolha aquele que mais se
adequar às suas necessidades.

15. 4 . G A R A N T I N D O A P R E C I S Ã O D E D A D O S 1 5
Pontos de controle: são pontos de referência em solo, definidos com um GPS de alta
precisão, que tem como intuito registrar as suas coordenadas exatas. Os pontos de
controle devem ser identificáveis e visíveis nas fotografias. Podemos usar como referência
alvos naturais ou artificiais, como marca de tinta no chão, por exemplo.
Esta ferramenta é utilizada para aumentar a acurácia do mapeamento gerado pela
aeronave no momento do voo, podendo diminuir para até três centímetros a margem
de erro.
GPS: funcionam como uma espécie de "mapa", ajudando a encontrar a posição atual do
VANT ao calcular a velocidade da aeronave e a direção do deslocamento. Para fazer este
cálculo, o GPS troca informações com satélites posicionados ao redor do Globo – e por
isso o nome “Global Positioning System”, que significa Sistema Global de Posicionamento.
ponto de controle naturalponto de controle artificial

16. 4 . G A R A N T I N D O A P R E C I S Ã O D E D A D O S 1 6
RTK: o sistema RTK (Real Time Kinematic) faz correções nos dados coletados pelo GPS
da aeronave em tempo real com precisão de centímetros. O RTK usa uma base de solo
especial, que contém um GPS geodésico de precisão. Esta base registra o ponto onde ela
está posicionada e serve como uma referência geográfica estática para o drone que está
em movimento.
Durante o voo, o sensor RTK, que está acoplado na aeronave, troca informações com
satélites e com a base estática, corrigindo o posicionamento geográfico do VANT.
Contudo, o sistema RTK convencional apresenta uma desvantagem: a perda de dados
devido a oscilações de telemetria das aeronaves. Durante o voo, o sinal pode sofrer
interferências, comprometendo os dados gerados pelo RTK. Até então o operador não
tinha como recuperar esses dados, mas isso mudou.

17. 4 . G A R A N T I N D O A P R E C I S Ã O D E D A D O S 1 7
PPK: o sistema PPK (Post Processed Kinematic) é bastante similar ao RTK, mas não
depende do link de telemetria, o que garante que todos os dados geográficos fiquem
armazenados no computador de bordo da aeronave. Sendo assim, as informações
coletadas podem ser processadas depois do voo. Logo, podemos dizer que o PPK funciona
como um sistema redundante, de salvaguarda.
Sistema RTK/PPK: tanto o sistema RTK como o sistema PPK são sistemas de correção.
Enquanto um melhora o georreferenciamento em tempo real, o outro realiza a mesma
correção após o voo. Os drones da Horus possuem estes dois
sistemas embutidos. Como funcionam automaticamente,
você não precisa escolher entre um ou outro.

18. 5 . E N T E N D E N D O O S T I P O S D E C Â M E R A S E S E N S O R E S 1 8
Ao adquirir um drone, é importante avaliar muito bem quais são as câmeras disponíveis
no mercado. Isso porque são elas que fazem o registro da imagem. Cada tipo de câmera
possui uma funcionalidade diferente, como veremos a seguir:
CÂMERA RGB: o sistema de cores RGB (red, green and blue / vermelho, verde e azul)
está presente em todas as câmeras fotográficas convencionais - inclusive na câmera do seu
celular. Estas câmeras geram fotografias como as que estamos acostumados a ver todos os
dias, mostrando um objeto ou cena com suas cores reais. Em suma, a câmera RGB
reproduz o que se vê a olho nu.
CÂMERA NIR: utiliza sensores que captam imagens com ondas do final do espectro
vermelho e início do infravermelho. A partir deste registro é possível verificar o estado
nutricional de uma área verde, por exemplo. A clorofila produzida pelas plantas no estado
de fotossíntese emite infravermelho próximo. Quanto mais claras as regiões, mais
“saudável” é a vegetação.
Após o processamento das imagens capturadas pela câmera NIR, você poderá identificar
espécies invasoras, assim como acúmulos de água. Estes dados são relevantes tanto para o
controle ambiental quanto para o planejamento de cidades.
imagem NDVI imagem RGB

19. 5 . E N T E N D E N D O O S T I P O S D E C Â M E R A S E S E N S O R E S 1 9
CÂMERA MULTIESPECTRAL: como o nome já sugere, uma câmera multiespectral conta
com múltiplos sensores e filtros de alta qualidade, deste modo, conseguem "ver" o que não
é detectável a olho nu. Pode-se dizer que este modelo é similar a uma câmera NIR, porém,
como ela possui mais de um sensor, cobre um espectro maior na banda do infravermelho,
consegue analisar problemas mais específicos e em estágios menos avançados.
Assim como as câmeras NIR, o modelo multiespectral consegue verificar acúmulos de
água e espécies invasoras, além de encontrar minerais na superfície de um terreno e
detectar melhor zonas térmicas.
O sensor multiespectral usualmente trabalha entre 4 e 8 bandas da faixa do espectro,
como mostrado na figura 1. Sendo essas faixas com larguras muito maiores do que as
faixas dos sensores hiperespectrais. Isso faz com que os resultados de imagens
multiespectrais obtenham resultados mais gerais, indicando o estado fenológico da planta,
biomassa e deficiências em geral.
multiespectral
hiperespectral

20. 6 . C O M O F U N C I O N A M O S D R O N E S E C O M O O P E R Á - L O S 2 0
Muito bem!
Agora você já está familiarizado com os conceitos básicos de aerofotogrametria
aplicada ao uso de drones, já conhece os termos que se referem a precisão na coleta de
dados e os tipos de câmeras que podem ser embarcados na sua aeronave Horus. Mas
antes de decolar, é preciso entender como funcionam os drones, como planejar um voo,
como identificar as condições climáticas ideias para realizar o mapeamento e que
medidas de segurança você deve adotar.

21. 6 . 1 O P E R A N D O U M D R O N E 2 1
Os veículos aéreos não tripulados, chamados VANTs, são equipamentos orientados por
GPS para fins profissionais, mais especificamente para obtenção de fotografias aéreas. No
caso das aeronaves da Horus, nossos drones também possuem o sistema RTK/PPK,
apresentados anteriormente neste ebook.
Nossos VANTS operam automaticamente, sem a necessidade de um piloto. A
programação é feita pelo computador, assim como o download das fotos capturadas.
Para utilizar o seu drone, você deverá definir a área que deseja mapear no nosso software
de planejamento. Esta informação é armazenada no piloto automático e gera um plano de
voo que vai orientar a aeronave durante a operação.
Geralmente, o lançamento da aeronave é feito com o auxílio de uma catapulta. Durante o
lançamento, o piloto automático assume o controle do VANT e o direciona para o primeiro
ponto programado. Ao chegar lá, ele se direciona aos pontos seguintes, até completar a
missão e retornar para a área de pouso.
Como vimos no item 5, cada drone possui uma câmera embarcada, que durante o voo
registra fotografias em alta resolução da área pré-estabelecida para, num segundo
momento, após o download e processamento das imagens, gerar mapas e ortofotos.
Mas, como planejar o voo?
Ao acessar o software de planejamento, você escolherá e indicará na plataforma a área
que deseja mapear. O mais importante nesta etapa é verificar a região com muita atenção
e montar as orientações para pouso com extrema cautela. Os problemas com esses
equipamentos são raros, mas quando acontecem geralmente são relacionados à má
construção do plano de voo e, principalmente, as graduações de descida durante o pouso
da aeronave.

22. Um fator chave para realizar voos com drones e garantir uma boa coleta de imagens, é
verificar a previsão do tempo para o local e data do voo. Para saber se as condições
climáticas são ideais, verifique a direção e a intensidade do vento, a nebulosidade e a
possibilidade de chuva. No dia do voo, confirme as previsões.
O principal fator limitante, sem dúvida, é a chuva. Ainda não há um equipamento
totalmente a prova d’água que permita a operação nestas condições. Outro fator é a
nebulosidade ou a presença de nuvens baixas, já que quando o dia está chuvoso ou com
nuvens muito carregadas há pouca iluminação natural,o que certamente compromete as
imagens obtidas.
Quando houver nuvens baixas, não recomendamos o voo, pois o drone pode entrar numa
dessas nuvens e perder comunicação com a base. Também não recomendamos o voo em
situações de baixa luminosidade.
Em relação ao vento existem algumas controvérsias: os fabricantes costumam indicar nas
especificações a velocidade máxima do vento em que o drone consegue operar. Porém,
para a captação de imagens é recomendado que o vento não esteja acima de 30 km/h, do
contrário, a operação pode ser comprometida. Na realidade, uma aeronave pode voar e
resistir a ventos de até 60 km/h, mas nessas condições o voo não é recomendado porque o
material coletado não será satisfatório.
6 . 2 O B S E R VA N D O A S C O N D I Ç Õ E S C L I M ÁT I C A S 2 2

23. Como toda nova tecnologia, os drones nos deixam empolgados! Mas, nem por isso
devemos deixar a segurança de lado. Os VANTs podem oferecer riscos tanto para quem
opera como para quem está próximo à aeronave - o que ocorre em qualquer atividade que
envolva equipamentos mecânicos.
Os drones exigem cuidados e devem ser utilizados seguindo as recomendações contidas
no manual de instruções do fabricante.
É de vital importância que o equipamento seja operado em condições climáticas
favoráveis. Outro ponto fundamental é a área de pouso e decolagem, que deve ser
afastada de edificações, pessoas e obstáculos.
Como a maioria dos VANTs funcionam à bateria, os cuidados devem ser ainda maiores.
Preste atenção para qualquer variação na textura ou forma e, se isso ocorrer, isole a
bateria para observação, pois elas podem oferecer risco de explosão quando apresentam
defeitos.
Fique atento às regulamentações da ANAC, que garantem a segurança das operações
com drones e padronizam os procedimentos.
6 . 3 Q U A I S M E D I D A S D E S E G U R A N Ç A D E V O T O M A R ? 2 3

24. Agora que você já tem uma noção de como operar um drone e os cuidados que este
equipamento necessita, você já pode pensar em adquirir o seu. No nosso site, você
encontra uma série de materiais sobre nossos produtos e aplicações.
Os drones Maptor Agro, Maptor RTK e Verok são os nossos mais novos lançamentos.
Peça mais informações ao nosso setor comercial.
A Horus é uma empresa relativamente jovem. Em 2014 nós fundamos a nossa empresa
em Florianópolis, Santa Catarina. Os nossos produtos são 100% nacionais e possuem
tecnologias próprias, resultado de anos de pesquisa e desenvolvimento. E por falar em
desenvolvimento, estamos sempre nos reinventando. Queremos oferecer as melhores
soluções para a coleta de dados com drones, queremos lhe ajudar a prosperar.
Além das nossas aeronaves, nós também oferecemos serviços integrados, como a
plataforma de processamento de imagem, que facilita a experiência de quem já realizou
um voo com um VANT, mas teve dificuldades para processar os mapas. Outra opção são os
cursos e treinamentos que combinam teoria e prática para garantir que os equipamentos
sejam utilizados com segurança. E se você tiver algum problema com o seu Drone? Fique
tranquilo! Contamos com uma equipe de assistência técnica, pronta para lhe ajudar
sempre que necessário.
O nosso perfil inovador fez com que nos tornássemos rapidamente referência no
mercado brasileiro de drones. Somos reconhecidos pela qualidade dos nossos produtos,
pelo nosso suporte técnico e pelo ótimo relacionamento com nossos clientes.
Para ter acesso a mais materiais da Horus, fique de olho no nosso site. Nosso próximo
ebook será sobre os índices de vegetação, ajudando os produtores rurais a interpretá-los.
7 . A D Q U I R I N D O U M D R O N E H O R U S 2 4

25. Quer conhecer a Horus, nossos produtos e soluções? Entre em contato!
(48) 3025-2430 | comercial@horusaeronaves.com
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