vrs topografia tradicionais. LiDAR. Precisão, tempo e custo.

Fazer um trabalho com LiDAR pode ser mais preciso do que com topografia convencional? Se reduzir tempos, em que porcentagem? Quanto ele reduz custos?

Os tempos mudaram definitivamente. Lembro-me quando Felipe, um topógrafo que fez o trabalho de campo, cheguei com um caderno de páginas 25 de seções transversais para gerar com ele um mapa de linhas de contorno. Não vivi a hora de interpolar no papel, mas lembro de fazer isso com o AutoCAD sem usar o Softdesk ainda. Então eu interpundi com o Excel para saber até que ponto colocar a elevação entre as duas elevações e, esses pontos colocaram-nos em camadas de diferentes níveis e cores, para finalmente juntá-los com polilinhas que se transformaram em curvas.

Embora o trabalho do gabinete fosse louco, não se comparou com o trabalho de campo que era uma arte, se você quisesse ter dados suficientes para fazer um modelo aceitável quando a altimetria era irregular. Então veio SoftDesk, o antecedente do AutoCAD Civil3D, que o gabinete simplificado e Felipe estavam em um dos meus cursos, aprendendo a usar uma estação total, o que reduziu o tempo, aumentou o volume de pontos e, claro, a precisão.

O cenário Drones para uso civil quebra novos paradigmas, sob lógica semelhante: a resistência à mudança nas técnicas topográficas sempre busca reduzir custos e garantir a precisão. Então vamos analisar neste artigo duas hipóteses que ouvimos lá:

1 Hipótese: Fazer topografia com LiDAR reduz tempos e custos.

Hipótese 2: Fazer topografia com LiDAR implica perda de precisão.

O caso experimental

A revista Local de nascimento sistematizou um trabalho no qual um trabalho foi feito na coleta de dados de um dique, usando o método convencional ao longo dos quilômetros 40. Separadamente, em uma segunda tarefa alguns dias depois, foi desenvolvido usando topografia com LiDAR ao longo de quilômetros 246 da mesma represa. Embora as seções não fossem iguais em distância, a seção equivalente foi comparada para fazer uma comparação em condições semelhantes.

Topografia convencional

A pesquisa topográfica foi coletada em seções transversais em cada medidor 30, correspondendo a estações existentes. Os pontos transversais foram realizados a distâncias inferiores aos medidores 4.

Georreferenciou o trabalho com pontos da rede geodésica, que foram validados com o GPS geodésico ao longo dos eixos, e destes, os pontos transversais foram criados usando uma combinação de estações de referência virtuais e RTK. Era necessário tomar pontos adicionais em locais especiais de mudança de inclinação e forma para garantir a consistência do modelo digital.

Para lidar com topografia

As diferenças residuais entre os pontos conhecidos e as coordenadas obtidas pelo GPS foram as mostradas na tabela, confirmando Esse levantamento convencional é muito preciso.

Residual máximo Quadrado residual mínimo
Horizontal 2.35 cm. 1.52 cm.
vertical 3.32 cm. 1.80 cm.
Tridimensional 3.48 cm. 2.41 cm.

A pesquisa LiDAR

Isso foi feito com uma Unidade Autônoma voando a uma altura de metros 965, com uma densidade de pontos 17.59 por metro quadrado. Eles recuperaram os pontos de controle conhecidos do 26 e os cruzaram contra pontos adicionais de primeiro grau 11 que foram lidos com o GPS geodésico.

Com esses pontos 37, o ajuste dos dados LiDAR foi feito. Embora não fosse necessário uma vez que as coordenadas tomadas pelo UAV que vem equipado com receptor de GPS e controladas por estações base, obteve sempre o mínimo de satélites 6 visíveis e um PDOP menor para 3. As distâncias até a estação base nunca foram maiores do que os quilômetros 20.

Um conjunto de pontos de controle 65 adicionais servidos para validar a precisão dos dados LiDAR. Com relação a esses pontos, obtivemos as seguintes precisões verticais:

Em Área Urbana: 2.99 cm. (Pontos 9)

Em campo aberto ou grama baixa: 2.99 cm. (Pontos 38)

Na floresta: 2.50 cm. (Pontos 3)

Em arbustos ou grama alta: 2.99 cm. (Pontos 6)

Para lidar com topografia

A imagem mostra a grande diferença de densidade entre os pontos tomados com LiDAR contra as secções transversais marcadas em triângulos verdes.

Diferenças na Precisão

A descoberta é mais do que interessante, ao contrário da hipótese de que a pesquisa LiDAR não atinja as precisões de uma pesquisa convencional. A seguir estão os valores de RMSE (Root mean square error), que é o parâmetro de erro entre os dados capturados e os pontos de controle de referência.

Topografia convencional Levantamento LiDAR
1.80 cm. 1.74 cm.

Diferenças no tempo

Se o acima nos surpreendeu, veja o que aconteceu em termos de redução de tempo de forma comparativa entre o método LiDAR e o método tradicional:

A coleta de dados no campo com LiDAR foi apenas o 8%.

  • O trabalho no gabinete era apenas 27%.
  • Resumindo o campo + voo + horas do gabinete LiDAR contra os dados de campo + Armário de topografia convencional, o LiDAR exigiu apenas o 19%.

Para lidar com topografia

Como conseqüência, as horas de trabalho 123 por quilômetro de topografia convencional foram reduzidas para apenas 4 horas por quilômetro.

Além disso, se o total de pontos capturados for dividido entre o tempo consumido na captura e os processos do gabinete, o método convencional obteve pontos 13.75 por hora contra 7.7 milhões de pontos por hora de LiDAR.

Diferenças no tempo

Os custos desses equipamentos modernos, com esses sensores capturando essa quantidade de pontos, supõem que o trabalho deve ser mais caro. Mas, na prática, a redução do tempo e as despesas de mobilização que implicam a topografia convencional, O custo final para o cliente dos quilômetros 246 resultou com LiDAR 71% inferior ao custo total dos quilômetros 40 com topografia convencional!

Parece incrível, mas o preço por quilômetro linear com LiDAR foi apenas 12% em comparação com topografia convencional.

Conclusão

Será que a topografia substitui completamente a topografia Traditiona LiDAR?. Nem por isso, porque trabalhar com LiDAR sempre leva algum topografia para postos de controle, mas pode-se concluir que, com todas as vantagens de custo, qualidade do produto e tempo de trabalho com LiDAR gera resultados com quase a mesma topografia de precisão convencional.

Sempre haverá pros e contras; A alta precisão da topografia convencional é nostálgica, mas as complicações de pedir permissão para entrar em propriedade privada, riscos de localização em locais irregulares, necessidade de lacunas na grama alta e obstáculos ... é uma loucura. Claro, a densidade da cobertura florestal também tem suas desvantagens no caso do LiDAR, nem os mesmos parâmetros de relação entre projetos extremamente pequenos.

Em conclusão, estamos satisfeitos por saber como a tecnologia avançou, na medida em que, para grandes projetos como o criado, é necessário ter uma mente aberta e vontade de optar por novas e mais criativas formas de fazer topografia.

8 Responde a “Topografia tradicional vrs. LiDAR Precisão, tempo e custos. ”

  1. Bom dia ... amigos ... referindo-se ao uso dos drones para gerar uma pesquisa ... .que seria no sensor e / ou equipamento indicado para elevar uma área grande (1000 Has ou mais) com vegetação densa ou muito densa? onde o acesso é muito difícil.
    Excelente artigo !!

  2. Muito boa informação e me dá uma visão melhor desta tecnologia, também concluiu que, para projetos é uma ótima ferramenta, mas experiências na realização de levantamento convencional, com estações totais tem grande importância, exigindo que fazer muitos ajustes para linhas bases em dimensões e coordenadas que dão a precisão necessária para um projeto em andamento que são necessárias parâmetros menor erro 0.05m. Saudações

  3. JOHAM

    EU GOSTO DE UM LOTE DE ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE LONGO DO QUE A PERGUNTA PERSISTA SE VOCÊ PODE OBTER A MESMA PRECISÃO.

  4. É importante conhecer a realidade em ambientes urbanos altamente populosos, já que nem todos os tipos de projetos podem generalizar as precisões e os horários.

  5. Excelente artigo ... !!! Eu acho que é uma dúvida que todos nós temos em algum momento

  6. OS AGRADECIMENTOS PARA A CLARIFICAÇÃO FORAM COM A QUESTÃO QUE SERIA MAIS PRECISO
    Boa contribuição

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