Webinar. Laser Scanner 3D é o futuro da topografia? Conceitos, coleta, processamento, apresentação, aplicações

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1 Webinar Conceitos, coleta, processamento, apresentação, aplicações Rovane Marcos de França Professor de Geodésia e Georreferenciamento do IFSC Consultor da Vector Geo4D Engenheiro Civil / Técnico em Geomensura / Técnico em Estradas rovane@vector.agr.br /03/13

2 Processo com o LS COLETA DE DADOS PROCESSAMENTO EXTRAÇÃO DE PONTOS DE INTERESSE MODELAGEM 3D NUVEM DE PONTOS 3D ANÁLISE ESPACIAL VISUALIZAÇÃO

3 Vantagens do LS - Grande quantidade de informações coletadas em curto tempo - Informações nativas em 3D - Sensor ativo usando medição remota (segurança e agilidade) - Permite em escritório modelar apenas o que é necessário de acordo com a finalidade - Aplicações não possíveis (ou limitadas) com topografia.

4 Desvantagens do LS - Custo alto do equipamento - Custo alto de softwares - workstations são necessárias para trabalhos de grande porte - demora no tratamento dos dados simples (2D) - formação avançada para modelagens (softwares e ferramentas 3D).

5 Funcionamento do LS - Similar a uma Estação Total (mede ângulo e distância) - Resolução espacial define ângulo horizontal e vertical

6 Tipos de LS TIPO DE SCANNER De mão Terrestre Aerotransportado PRECISÃO Décimos de mm Poucos mm Decímetros Peças mecânicas Industrial, Arquitetura, Engenharia Civil, Patrimônio Histórico, Arqueologia Mapeamento APLICAÇÃO

7 Tipos de LS Terrestre - Distância - TOF (Time Of Flight ) t=0 EMISSOR RECEPTOR - -> t Para cada giro é emitido um pulso e teremos a distância medida Equipamentos podem medir mais de 100 mil pontos/segundo Alcance de até 4km Muito usado em topografia. OBJETO ->

8 Tipos de LS Terrestre - Distância - DIFERENÇA DE FASE RECEPTOR - OBJETO EMISSOR laser é contínuo e a cada giro, calcula uma distância Equipamentos podem medir cerca de 1 milhão pontos/segundo Alcance de dezenas de metros Muito usado na indústria, engenharia reversa, arquitetura.

9 Tipos de LS Terrestre Coleta - ESTÁTICO - acessibilidade e detalhamento são os pontos altos - união das cenas chamamos de REGISTRO.

10 Tipos de LS Terrestre Coleta - ESTÁTICO

11 Tipos de LS Terrestre Coleta - MÓVEL - produtividade na coleta é ponto alto - o registro é feito ponto por ponto usando os sensores.

12 Tipos de LS Terrestre Coleta - MÓVEL

13 O Papel dos Targets - Targets são alvos artificiais para o registro - ESFÉRICO - medido de várias direções - Centro da esfera é calculado pelos pontos na superfície - Grande precisão - PLANOS - Elemento plano direcionável - Centro é identificável por contraste da refletância do laser.

14 O Papel dos Targets - ADESIVOS - Similar ao target plano - Colado em superfície plana ou suavemente curva - Não é articulado

15 O Papel dos Targets - No registro o target tem 2 estados: - Coordenado: referência para o ajuste da nuvem - Não Coordenado: amarração entre cenas - targets devem ser bem distribuídos espacialmente para melhor qualidade no registro.

16 Técnicas de medição com LS Estático - POLIGONAL SCANNER - Similar a uma Estação Total - LS deve ser calado, centrado sobre um ponto coordenado, com ré num outro ponto coordenado - Todos os pontos da Nuvem estarão no sistema de coordenadas

17 Técnicas de medição com LS Estático - SCANNER LIVRE - o equipamento é instalado em qualquer lugar - As cenas não precisam ser intervisíveis

18 Técnicas de medição com LS Estático - SCANNER LIVRE - equipamento não precisa estar calado (mínimo 3 targets)

19 Técnicas de medição com LS Estático - ELEMENTOS DE REFERÊNCIA - uso de elementos naturais da área escaneada - planos, quinas, arestas e esferas são identificados na nuvem (automática ou manual) - elementos em comum servirão para transladar e rotacionar as cenas.

20 Técnicas de medição com LS Estático - SCANNER COORDENADO - o centro ótico do LS é coordenado com GNSS ou Estação Total - grande produtividade para infraestrutura com GNSS - é necessário que o LS tenha compensador angular para que cada cena tenha o eixo vertical definido - a cena estará com o centro coordenado, mas a nuvem estará sem orientação - A orientação é feita por pontos em comum: - Ponto Orientado: identificado diretamente na nuvem - Aproximação das nuvens: rotação da nuvem para ficar próximo a outra.

21 Técnicas de medição com LS Estático - SCANNER COORDENADO

22 Produtos do LS - Nuvem de Pontos

23 Produtos do LS - Extração de Pontos de Interesse

24 Produtos do LS - Modelagem 3D

25 Produtos do LS - Análise Espacial

26 Produtos do LS - Visualização (maquetes eletrônicas)

27 Limitações do LS - o LS mede somente em superfícies sólidas não espelhadas - obstáculos produzem sombras - áreas de sombra que importam para o levantamento devese fazer o levantamento complementar com outras tecnologias (Estação Total, GNSS, Trena, etc) - vegetação também gera sombra e não se sabe ao certo quais pontos foram medidos na superfície topográfica.

28 Conclusão - espera-se redução do preço do equipamento e softwares nos próximos anos - em trabalhos com grande quantidade de detalhes onde é FUNDAMENTAL informações em 3D, o LS já é imbatível, como ocorre na Industria mecânica e mineração - depende de apoio com estação total ou GNSS - ainda tem custo alto quando compete com topografia convencional - Será necessário nova geração de profissionais formados com o conceito 3D (Na indústria já existe) - Será necessário trabalhar no espaço 3D e visualizar em 3D para agilizar a extração de informações da nuvem de pontos.

29 Webinar Conceitos, coleta, processamento, apresentação, aplicações Rovane Marcos de França Professor de Geodésia e Georreferenciamento do IFSC Consultor da Vector Geo4D Engenheiro Civil / Técnico em Geomensura / Técnico em Estradas rovane@vector.agr.br /03/13