O que é e como gerar um ortomosaico georreferenciado

Andrei Campos - Engenheiro Civil, Maply
March 9, 2022

A captura de fotografias por drones, aliada a técnicas de composição e construção de imagens de grandes áreas, é uma ferramenta poderosa na construção de mapas. O ortomosaico georreferenciado é um exemplo da utilidade dessa conjunção de tecnologias, capaz de montar um quebra-cabeça de imagens aéreas em um mapa detalhado e preciso. 

Em resumo, o ortomosaico georreferenciado é a reprodução fotográfica de uma superfície elaborada através da sobreposição e complementação de diversas imagens. Essa técnica produz uma representação de determinada área com proporção idêntica à real, sem deformações, tal qual um plano cartográfico. 

Ortomosaico georreferenciado: precisão e dimensão

Destrinchar o termo em si ajuda a entender melhor o conceito. Oriundo do grego, o prefixo orto significa algo que é correto, exato, preciso. Mosaico é uma imagem formada por diversos outros pedacinhos menores. ‘Georreferenciado’ indica que é algo que usa elementos na geo, terra, como parâmetro de referência.

Em suma, o ortomosaico georreferenciado é uma imagem, formada por diversos fragmentos, que possui um enorme grau de precisão por usar referências na terra para corrigir deformidades, calcular áreas e determinar distâncias. 

Assim, o mapa gerado através do ortomosaico georreferenciado tem tamanha acurácia por ter sua escala baseada em pontos de referência no terreno. Dessa forma, é possível calcular e retificar as distorções ópticas causadas pelo ângulo da câmera de captura.

As peças do quebra-cabeças

Para que possa atingir o grau de precisão na representação de distâncias de uma área, o ortomosaico georreferenciado precisa que suas peças sejam livres de distorções. Por isso, ele é composto por ortofotos; ou seja, fotos exatas.

Ortofotos são fotografias aéreas que passam por um tratamento para que as distorções de perspectiva sejam corrigidas. Uma lente não captura apenas o que está diretamente abaixo dela. Os objetos da imagem estão sob um ângulo imperfeito. É por isso que conseguimos ver, por exemplo, parte das paredes de um prédio, mesmo em imagens panorâmicas. 

Em uma fotografia aérea normal, as proporções de distância são diferentes em pontos distintos da foto. Um pedaço de imagem do mesmo tamanho representa distâncias diferentes no terreno real. Já na ortofoto, todas as áreas serão de proporções uniformes, independentemente de o local estar no meio ou na borda da foto. 

O conceito que correlaciona a área de uma imagem à sua correspondência no mundo real se chama GSD, sigla para Ground Sample Distance. Neste texto, explicamos a fundo o que é a GSD e suas aplicações. (Inserir link do post 08 após a publicação)

Ortorretificação, a correção de imagens

O processo de corrigir as imagens que resulta em uma ortofoto se chama ortorretificação. Nesse passo, a imagem original entra distorcida pelas angulações de lente e sai uma ortofoto, toda construída a partir de um ponto de vista perfeitamente vertical e uniforme. 

Para que uma imagem possa ser ortorretificada, ela precisa ser, primeiramente, georreferenciada. Isso exige planejamento e conhecimento do campo que será analisado. Diversos GPCs (Ground Control Points, ou Pontos de Controle em Solo), com distância real determinada, devem ser determinados. A partir desses dados que o calibramento da imagem é feito. 

Os elementos do ortomosaico georreferenciado

Como vimos, a ortofoto e a ortorretificação são elementos essenciais para a produção de um ortomosaico georreferenciado. Por isso, é de suma importância entender com clareza como esses fatores se relacionam e interagem:

  • Ortomosaico georreferenciado: é o objetivo e resultado final do processo. Consiste numa representação fotográfica de uma área grande com altíssima precisão cartográfica. É composto pela costura de diversas ortofotos.
  • Ortofoto: fotografia gerada após correção de distorções de ângulo e perspectiva. É como se ela toda tivesse sido tirada a partir de um ângulo vertical perfeito. A ortofoto resulta do processo de ortorretificação.
  • Ortorretificação: técnica que pega uma imagem aérea obtida por drone e, através de pontos de referência definidos no terreno registrado, a transforma em uma ortofoto. Para que esse passo seja executado com sucesso, planejamento e estudo da área são imprescindíveis. 

Juntando as partes

As imagens que vão gerar o conjunto de ortofotos e, posteriormente, o ortomosaico, são capturadas, preferencialmente, com sobrevoo de drones na área analisada. Dependendo das características do terreno e nível de detalhamento, mais de uma viagem pode ser necessária para que a varredura adequada seja feita.

Voos mais baixos geram imagens com mais qualidade - como a gente explicou na postagem sobre a GSD -, mas também geram distorções mais agudas. Assim, a captação de imagens muito detalhadas pode ser um fator negativo para o resultado do ortomosaico. 

Conheça a área

Neste passo, mais uma vez, os GPCs, que atuam como pontos de referência, são importantes. Eles não servem apenas para a ortorretificação de uma foto, mas também para que as diversas fotos tiradas, quando unidas, formem uma unidade coerente e acurada. 

As diferenças na altitude do espaço analisado, mesmo que sutis, podem deformar a correta localização de objetos e mensuração de distâncias. Por isso é importante ter informações ajustadas sobre cada ponto de referência entre uma foto e outra. Afinal, o propósito do ortomosaico é desenvolver uma mapeamento de alta resolução e acentuadamente proporcional.

GCPs ground point control ponto de controle de solo em ortomosaico georreferenciado


A importância da sobreposição

Ao capturar as fotos para a formação de um ortomosaico, é de primeira importância que se garanta a sobreposição das fotos. Como um quebra-cabeças, a imagem final será formada pelo encaixe das peças. Para isso, não pode haver ponto cego entre o começo de uma fotografia e o início da imagem seguinte - como uma peça faltante que deixa um buraco vazio.

O fato de diversas fotos terem pontos em comum também proporciona mais informações sobre proporção e localização de objetos ao programa que fará a colagem final. Quando mais de um sobrevoo é feito, a intersecção de capturas é ainda mais fundamental para que as distâncias sejam calibradas corretamente.

Sobreposição de imagens para gerar ortomosaico georreferenciado


Aplicações do ortomosaico georreferenciado

Ortomosaico georreferenciado com sobreposição de projeto



O ortomosaico georreferenciado é uma ferramenta poderosa e eclética. A precisão nas informações, proporções e distâncias obtidas fornecem informações detalhadas que são úteis para diversas finalidades que operam com alto grau de exigência. Algumas das mais frutíferas aplicações do ortomosaico georreferenciado são:

  • Construção civil: com imagens de ortomosaico georreferenciados, construtoras podem supervisionar a evolução de uma obra com frequência e regularidade. A precisão das medidas também permite que a construção seja comparada ao projeto em detalhes, viabilizando correções de rota e ajustes finos. O uso de drones no setor está ganhando importância. 
  • Planejamento de obras em grandes áreas: projetos e empreendimentos que ocupam grandes áreas, como construção de estradas, barragens e aterros sanitários, se beneficiam com visualização ampla da localidade.
  • Agricultura: aliando a tecnologia dos drones, a técnica do ortomosaico georreferenciado e o desenvolvimento de lentes que enxergam diferentes espectros da luz, agricultores medem calor e densidade das hortas e otimizam as colheitas.
  • Fiscalização e judiciário: governos podem usar esse recurso para vistoriar a regularidade de áreas amplas e atualizar o banco de dados quanto ao tamanho de propriedades. Disputas legais sobre posse de terra ou divisa de territórios também podem ser resolvidos com a ajuda dos ortomosaicos.
Projeto de pavimentação em ortomosaico georreferenciado

Projeto de pavimentação em ortomosaico georreferenciado

Conclusão: planejamento gera qualidade

Na hora de produzir um ortomosaico georreferenciado, o planejamento precisa ser feito com precisão e zelo. Por isso, é importante operar equipamentos adequados - drones capazes de realizar o trajeto, câmeras com boa definição, lentes ajustadas - e ter uma rota de voo bem definida. 

Uma viagem que produza imagens sem suficiente sobreposição, por exemplo, não será suficiente, gerando mais custos e atrasos de projeto. Os pontos de referência devem ser bem definidos e nítidos, para evitar distorções e desproporções de distância e tamanho de área.

Por fim, utilize um software confiável e testado para a conclusão desse quebra-cabeças. As soluções da Maply te ajudam em todo o processo, desde o planejamento de voo, definindo equipamentos, rotas e sobreposição, até o processamento da imagem e geração do ortomosaico georreferenciado com ferramentas visuais para análise. Confira!

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