Esta é uma dúvida recorrente que sempre ronda as discussões sobre aerolevantamento. Fotogrametria RGB (fotografia) ou Fotogrametria Scanner (LIDAR)? Qual a melhor opção?

Antes de aprofundar na discussão das técnicas, e entender de fato onde cada uma se diferencia da outra, vale lembrar que essa é uma discussão antiga, que trás com ela uma crença consolidada de que o Laser Scanner (LIDAR) seria uma técnica superior em todos os aspectos. Contudo, veremos que não é bem assim.

Primeiro, vamos contextualizar alguns aspectos que envolvem essa dúvida, e o primeiro deles sem a menor dúvida, é a falta de comparação justa. Mas o que eu quero dizer com isto? Simples, não se pode comparar um Pálio, com um Camaro, e com base nessa simples comparação, dizer que a “GM fornece carros melhores”. Mas porque essa analogia? Porque é exatamente este tipo de comparação que acontece sempre que este assunto vem a tona.

Pois bem, vou explicar o porquê, e depois vamos fazer uma comparação justa entre equipamentos de mesmo nível. O que acontece quando se fala de LIDAR, é que todas as opções que temos para drones no mercado são equipamentos profissionais, especializados, que custam na casa de R$ 100.000,00 ou mais, que serão embarcadas numa aeronave que custa outros R$ 100.000,00. Do outro lado da comparação, temos drones diversos, como toda linha comercial da DJI, cujo conjunto completo (drone já com a câmera), custam até R$ 15.000.

Oras, é claro que se fizer uma comparação dessas, onde de um lado temos um sensor super especializado e do outro temos uma câmera comum de fotografia, caro que o LIDAR seria “melhor”. Não seria sequer lógico que um LIDAR (altamente especializado), tivesse um desempenho inferior a um equipamento de uso comum e geral, que custa 30 vezes menos. Se a base de comparação for sempre desta natureza, realmente o LIDAR sempre será superior à fotogrametria RGB, assim como a GM é melhor que a Fiat, porque comparamos o Pálio contra um Camaro.

Desta forma, vamos considerar essa comparação entre dois equipamentos de mesmo nível, mesma família, mesma geração e mesmo fabricante, ambos de uso profissional e especializado, de um lado um LIDAR (DJI Zenmuse L1) e do outro lado um sensor RGB (DJI Zenmuse P1). Caso tenha interesse, temos um outro artigo falando mais profundamente das características que uma câmera deve ter para ser adequada para fotogrametria, veja clicando aqui.

Primeiramente vamos falar das duas técnicas que são diferentes tanto na forma de captura, como na forma de calcular as coordenadas de cada ponto da nuvem de pontos. Vamos ver que cada uma das técnicas tem prós e contras, e a escolha entre uma e outra não se dá por uma técnica ser melhor do que a outra, mas sim porque cada uma é mais adequada a um tipo de levantamento ou condição ambiental. E depois vamos comparar de fato as especificações dos dois sensores citados.

Fotogrametria RGB

Na fotogrametria RGB, a aeronave sobrevoa á área e faz diversas fotografias de forma a cobrir toda a área mapeada. Cada fotografia registra a coordenada da aeronave (latitude, longitude e altitude), juntamente com as informações de inclinação do estabilizador nos 3 eixos, para que posteriormente na etapa de processamento, seja possível remontar o posicionamento e localização do sensor no momento que a fotografia foi tirada.

Depois, essas várias fotografias são processadas com auxilio de softwares especializado e muito processamento, com o objetivo de buscar pontos (pixels) semelhantes entre uma foto, e suas vizinhas. Quando um desses pontos é localizado, são executados diversos (aos milhares) cálculos geométricos de semelhanças de triângulos, entre as várias fotos que tenham aquele ponto em comum, considerando as informações geográficas de cada foto, e assim é possível determinar o local exato daquele ponto na nuvem de pontos tridimensional.

Prós

• Captura cores e texturas (o que faz da técnica ser de longe a que possibilita a maior quantidade de informação possíveis sobre a área mapeada)

Contras

• Dependência de luz natural (de qualidade)
• Não aplicável com visão/atmosfera obstruída (poeira, nevoa ou chuva)
• Necessita de grande volume de pós processamento (sempre)
• Menos eficiente na captura de pontos solo em áreas de vegetação densa

Laser Scanner (LIDAR)

Diferentemente da técnica anterior, o LIDAR faz varredura por medição direta, que nada mais é que o disparo de um feixe de laser (como uma trena), que ao atingir a superfície, registra em tempo real a distância calculada de cada um desses feixes e construindo (inclusive em tempo real) a nuvem de pontos.

Prós

• Não depende de luz (podendo ser utilizado inclusive à noite)
• Pode ser utilizado (com eficiência reduzida) com visão atmosfera obstruída (poeira, névoa ou chuva)
• Baixo volume de pós processamento (em alguns casos, nenhum processamento)
• Mais eficiente na captura de pontos de solo em áreas de vegetação densa

Contras

• Não captura cores e texturas (não é possível extrair informações visuais de qualquer tipo)

Observe um detalhe, todos os pontos contra da fotogrametria RGB (fotografia) que foram listados, se referem a limitadores de execução da técnica em si, e não sobre a qualidade da técnica e/ou resultado (que de longe é a entrega o mapeamento mais completo).

Da mesma forma os vários prós do Laser Scanner (LIDAR), se referem a como superar as limitações de execução da técnica anterior, e não sobre a qualidade da técnica e/ou resultado em si.

Então, vejamos, se analisarmos apenas as especificações técnicas de cada sensor (de mesmo nível de qualidade), e considerando que ambas vão fazer um levantamento numa área de condições ideais para aplicação daquela técnica específicas, e visando apenas a qualidade do resultado final, sem dúvidas a fotogrametria RGB (fotografia) tem vantagem em relação ao Laser Scanner (LIDAR) em praticamente qualquer quesito analisado.

Contudo, estamos falando de condições perfeitas, dentro dos requisitos de cada técnica. E como já vimos, a fotogrametria RGB (fotografia) tem diversas limitações no que se refere a ambiente: como luz, transparência atmosférica e/ou vegetações densas ou de copas altas ou até mesmo a impossibilidade ou tempo necessário para processamento. É ai que o Laser Scanner (LIDAR) faz a diferença por não ter as limitações que a outra técnica tem para ser executada com qualidade.

Conclusão

Assim, podemos concluir que não existe melhor ou pior, o que existe de fato são condições concretas que podem fazer dessa ou aquela técnica inviável ou aplicável.

Desta forma, a escolha deve ser a fotogrametria RGB (fotografia) para cenários onde os fatores limitadores sejam inexistentes ou superáveis. E em casos onde estes limitadores não possam ser superados, a escolha deve ser o Laser Scanner (LIDAR).

E ainda, no melhor dos mundos, um mapeamento simultâneo de fotogrametria RGB (fotografia) + Laser Scanner (LIDAR) e uma técnica possa complementar a deficiência da outra.