Por que a GSD impacta no processamento de imagens de drones

Andrei Campos - Engenheiro Civil, Maply
February 22, 2022

A tecnologia dos drones tem evoluído a cada dia, proporcionando novos recursos de análise topográfica e permitindo que as técnicas já usadas tenham maior grau de detalhamento e complexidade. Com isso em vista, é importante entender um dos conceitos fundamentais no planejamento para a realização do processamento de imagens de drones: a GSD.

A sigla GSD significa Ground Sample Distance, ou Distância de Amostra do Solo. A boa compreensão da GSD se constitui como um fator determinante na qualidade da produção de mapas baseados na captura de imagens aéreas. O que é, afinal, a GSD, então?

Os pixels consistem na menor partícula de uma fotografia. Ao dar zoom em uma imagem, é possível ver os quadradinhos que compõem a captura. Cada quadrado representa, no mundo real, uma determinada área. Quanto mais pixels tem uma fotografia, maior vai ser a definição dela e mais detalhes serão aparentes. 

Uma maior definição significa que a área do mundo real representada por cada pixel é menor. A GSD é a proporção que cada pixel capturado na fotografia representa no mundo real. Se cada um dos pedacinhos da imagem capturar o equivalente a, por exemplo, 10 centímetros do terreno, esse vai ser o valor da GSD.

Quais fatores influenciam a GSD?

Quanto maior a densidade de pixels, mais detalhada vai ser a imagem obtida no processamento de imagens de drones. A GSD vai ser afetada majoritariamente por dois fatores:

  • Altura do voo: quanto mais próximo do solo está o drone, mais detalhados serão os pixels. Em contrapartida, a área capturada de cada imagem vai ser menor.
  • Definição da câmera: cada megapixel equivale a um milhão de pixels. Ou seja, quando se descreve uma câmera com capacidade de gerar imagens de 20 megapixels, quer dizer que a fotografia pode ser composta por 20 milhões de pixels.

A combinação entre altura do voo e densidade de pixels vai determinar a GSD. Quanto melhor o equipamento fotográfico e mais baixo o voo, maior o detalhamento da imagem e menor o valor da GSD. 

Já caso a câmera capture menos pixels e o sobrevoo seja de maior altitude, a definição da fotografia vai ser menor e o valor da GSD, consequentemente, maior. 

A diferença de GSD entre imagens pode ser visualizada ao dar zoom em imagens com GSDs diferentes. Em uma imagem com GSD de 5 cm por pixel, por exemplo, as imagens vão manter uma definição boa mesmo quando aproximadas. Já o zoom em uma imagem com GSD de 20 cm resultará em uma fotografia quadriculada em que é difícil reconhecer detalhes.

Cada GSD tem seu propósito

Após compreender como é possível obter melhores imagens oriundas de processamento de imagens de drones com bom equipamento e regulando a altura de sobrevoo, é importante entender que nem sempre um GSD mais detalhado é a melhor opção. 

A captura de imagens mais bem definidas traz consigo um revés notável: a menor área de varredura. É um jogo de perde-ganha. Ganha-se em qualidade, perde-se em território analisado.

Em um levantamento planialtimétrico, um sobrevoo baixo pode resultar em imagens incompletas e fazer com que novas viagens sejam necessárias para a realização da tarefa. Isso pode resultar em aumento de custos, perda de tempo e redução da eficiência.

Se a varredura precisa levar em conta objetos pequenos, entretanto, o tamanho deles deve ser levado em conta. Na prática, um GSD de 15 centímetros não vai ser capaz de representar com fidelidade objetos de 10 centímetros. 

A depender do tamanho do terreno a ser mapeado e da definição necessária para o cumprimento da tarefa disposta, pode ser mais interessante e eficiente obter um GSD maior e menos detalhado. Tudo é questão de contexto e diversos fatores devem ser avaliados, como:

  • Grau de detalhamento necessário 
  • Área de mapeamento
  • Tempo e recursos disponíveis

A escolha do valor da GSD deve ocupar um papel fundamental em todo planejamento de voo de reconhecimento e mapeamento. Afinal, é a partir da taxa de detalhamento definida que serão determinados o tempo de voo, proximidade do solo e o tipo de equipamento fotográfico a ser usado.

Topografia irregular

Talvez o grande calcanhar de aquiles no planejamento da GSD seja o mapeamento de superfícies que apresentam grandes diferenças de altitude na topografia. Assim, uma taxa de GSD pode ser a ideal para determinado trecho do terreno, mas insuficiente para outro, dificultando o processamento de imagens de drones.

Em situações de discrepância aguda na altura de diferentes localidades dentro de um mesmo espaço de varredura, pode ser inevitável a realização de mais voos, com parâmetros diferentes. A depender do grau de irregularidade da topografia, técnicas mais complexas podem ser necessárias. 

A Maply possui soluções avançadas para a varredura de terrenos com grandes desníveis, otimizando os projetos e entregando ótimos resultados mesmo em situações difíceis.

Utilidades da GSD

O cálculo da GSD tem aplicabilidades em diversas situações que demandam diferentes níveis de precisão nas varreduras de áreas. Algumas das áreas que mais se beneficiam da técnica são, por exemplo:

  • Construção civil: a compreensão da GSD auxilia na supervisão de obras através de drones, assim como na visualização e mensuração de elementos diversos de um projeto.
  • Cartografia: a elaboração de mapas é fortemente beneficiada por ferramentas que permitem a representação do espaço a ser registrado.
  • Mineração: drones têm sido usados para avaliar e supervisionar áreas de difícil acesso e na mensuração de volumes de materiais.
  • Combate a chamas: a técnica auxilia na identificação de incêndios em áreas amplas, como florestas.
  • Arquitetura: a GSD contribui na construção de modelos 3D acurados e adaptados ao terreno.
  • Divisas: o detalhamento no mapeamento aéreo é útil para determinar fronteiras entre propriedades.

Uma ferramenta a serviço da eficiência

Diferentes atividades demandam graus de complexidade de varredura topográfica distintos, e o cálculo da GSD permite que cada uma delas seja feita com a maior eficiência possível. 

No cenário de processamento de imagens de drones, é possível pecar tanto pela insuficiência quanto pelo excesso. Nem toda imagem precisa de uma fidelidade fotográfica milimétrica, mas há situações em que registros detalhados são imprescindíveis. Atualmente, a tecnologia de drones e processamento de imagens permite que se obtenha precisão de até 1 cm por pixel.

A compreensão da GSD permite que tomadas de decisões sejam conscientes, efetivas e resultem no uso racional dos recursos disponíveis. Tudo é contextual. A definição da taxa ideal de GSD se apresenta como um método eficaz para contribuir com tomadas de decisões operacionais importantes de forma consciente e eficiente.

Para isso, conte com a Maply! Nossas soluções levam em conta o planejamento de voo para atingir o GSD ideal de acordo com cada ocasião, avaliando o projeto e as diferentes etapas da obra para chegar ao melhor custo-benefício.

Deseja se aprofundar e entender mais sobre o uso de drones? Confira quais são as principais aplicações de drone na construção civil!


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