Análise da qualidade cartográfica de MDS e MDE gerados por VANT e refinados com uso de dados GNSS RTK

Abstract

Dentre as técnicas utilizadas na aquisição de dados destacam-se os levantamentos com Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) e levantamentos de posicionamento relativo em tempo real (RTK – Real Time Kinematic). O uso dessas duas tecnologias é de grande interesse na geração de Modelos Digitais de Elevação (MDE) pela praticidade e facilidade de aquisição de dados. O objetivo do estudo é avaliar a qualidade dos MDEs gerados com base nos dados de VANT e GNSS RTK, bem como propor e avaliar a integração de tais dados, visando o refinamento do MDE. A avaliação foi realizada através de coleta de dados com Estação Total e receptor GNSS RTK em uma área pertencente a Universidade Federal de Viçosa localizada na cidade de Viçosa-MG. O Modelo Digital de Superfície (MDS) foi filtrado utilizando o software LAStools para geração do MDE. Os dados de VANT foram refinados a partir dos dados de receptor GNSS RTK na tentativa de melhorar sua qualidade cartográfica. Na primeira abordagem foram adicionados pontos de controle obtidos por GNSS RTK nos locais onde foram geradas lacunas de dados pelo processo de filtragem. Já na segunda abordagem foram selecionados pontos de duas formas distintas: direções e malha regular. Após a seleção dos pontos calculou-se a discrepância entre os mesmos e os modelos (MDE e MDS). Assim, os valores das discrepâncias foram interpolados e cada modelo gerado foi subtraído dos modelos originais gerando um novo MDE ou MDS refinado. Todos os modelos foram validados com os pontos obtidos por topografia e classificados de acordo com o padrão de acurácia posicional definido pelo Decreto 89.817 / ET-CQDG. Ao avaliar os modelos gerados constatou-se que a integração dos dados obtidos por VANT com dados obtidos por receptor GNSS RTK apresentou melhoria na qualidade posicional na maioria dos modelos analisados indicando ser uma ferramenta promissora para alcançar modelos de maior qualidade cartográfica ou melhorar modelos já existentes.

Among the techniques used in the data acquisition, we highlight the surveys with Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Real Time Kinematic (RTK) positioning surveys. The use of these two technologies is of great interest in the generation of Digital Elevation Models (DEM) for the convenience and ease of data acquisition. The objective of the study is to evaluate the quality of the DEM generated based on the UAV and GNSS RTK data, as well as to propose and evaluate the integration of such data, aiming the refinement of the DEM. The evaluation was performed through data collection with Total Station and GNSS RTK receiver in an area belonging to the Federal University of Viçosa located in the city of Viçosa-MG. The Digital Surface Model (DSM) was filtered using the LAStools software to generate the DEM. The UAV data were refined from GNSS RTK receiver data in an attempt to improve their cartographic quality. In the first approach were added control points obtained by GNSS RTK in the places where data gaps were generated by the filtering process. In the second approach, points were selected in two different ways: directions and regular mesh. After selecting the points, the discrepancy between them and the models (DEM and DSM) was calculated. Thus, the discrepancy values were interpolated and each generated model was subtracted from the original models generating a new refined DEM or DSM. All models were validated with the points obtained by topography and classified according to the positional accuracy pattern defined by Decree 89.817 / ET-CQDG. When evaluating the generated models it was verified that the integration of the data obtained by UAV with data obtained by GNSS RTK receiver showed improvement in positional quality in most of the analyzed models, indicating that it is a promising tool to reach models of higher cartographic quality or to improve existing models.