GSD e Sobreposição com Drone no GeoFlight Planner

No planejamento de voo com drones, definir corretamente parâmetros como altura de voo, GSD (Ground Sample Distance), sobreposições e espaçamento é essencial para garantir a qualidade do aerolevantamento. Pensando nisso, o plugin gratuito GeoFlight Planner, desenvolvido para o QGIS pela GeoOne, oferece um módulo completo de cálculos para auxiliar nesse planejamento.

Neste artigo, vamos detalhar o funcionamento matemático das funções da calculadora do plugin, explicando cada fórmula utilizada, suas variáveis e como elas são aplicadas no planejamento de voos fotogramétricos.

Onde encontrar a Calculadora do Plugin de Plano de Voo?

Após a instalação do plugin GeoFlight Planner via repositório oficial do QGIS, a ferramenta GSD & Overlap – Mission Calculator ficará disponível no menu do QGIS, como ilustrado abaixo:

O que faz a calculadora do GeoFlight Planner?

A ferramenta GSD & Overlap – Mission Calculator (Figura 2) possui quatro funções principais aplicadas ao planejamento de voo com drones para mapeamento. A seguir, explicamos cada função, destacando também a importância da seleção correta do modelo de drone.

1. Ground Sample Distance (GSD) Estimation

Essa função calcula o valor do GSD com base na altitude de voo e nas especificações da câmera do drone.

O que é GSD?

O GSD é a distância real no solo representada por cada pixel da imagem capturada. Quanto menor o GSD, maior a resolução espacial da imagem.

Fórmula:

(1)  

Onde:

• H: Altura de voo (m)
• S: Dimensão do sensor (mm)
• f: Distância focal da câmera (mm)
• I: Dimensão da imagem (pixels)

O GSD é convertido de milímetros para centímetros no resultado final.

✅ Por que o GSD é útil?

Saber o GSD é fundamental para definir o nível de detalhamento esperado no projeto — por exemplo, identificar muros, cercas, fissuras ou objetos pequenos no terreno.

2. Compute Altitude for Desired GSD

Essa função realiza o cálculo inverso: a partir de um GSD desejado, determina-se a altura de voo necessária para atingi-lo.

Fórmula:

(2)  

Onde:

• GSD: valor desejado (em cm/pixel)
• Demais variáveis conforme definição anterior

📌 Quando usar?

Ideal para quando o projeto exige um GSD específico (por exemplo, 5 cm/pixel), e você precisa ajustar a missão para atender esse critério.

3. Calculate Spacing from Overlaps

Com base na altura de voo e nos percentuais de sobreposição (frontal e lateral), a ferramenta calcula o espaçamento entre fotos e entre linhas de voo.

A Figura 4 ilustra os dois tipos principais de sobreposição em levantamentos com drones: a sobreposição lateral, resultante do espaçamento entre as linhas de voo, e a sobreposição frontal (ou longitudinal), decorrente da sequência de fotografias ao longo da mesma linha. Na imagem, são sugeridos valores mínimos de 65% para a sobreposição lateral e 75% para a sobreposição frontal, considerados para garantir a qualidade dos produtos aerofotogramétricos.

Para determinar o espaçamento ideal entre imagens (linha e coluna), considerando os percentuais de sobreposição, podem ser utilizadas as seguintes equações:

(3)  

(4)  

Onde:

• L: comprimento do footprint da imagem no solo (m)
• W: largura do footprint da imagem no solo (m)
• Overlap (side and frontal) : percentual de sobreposição desejado (ex: 75%)

O footprint é calculado com base no GSD e nas dimensões da imagem:

(5)  

✅ Importância:

Garante a cobertura adequada das imagens, essencial para reconstruções 3D, ortomosaicos e precisão nos resultados fotogramétricos.

4. Calculate Overlap from Spacing

Essa função calcula os percentuais de sobreposição a partir dos espaçamentos definidos (entre fotos e entre linhas). Que pode ser calculada através das seguintes fórmulas:

(6)  

(7)  

📌 Quando usar?

Essa função é útil para validar se o espaçamento adotado no plano de voo atende aos critérios técnicos de sobreposição mínima.

Importância de Selecionar o Drone Correto

No topo da calculadora, é possível selecionar o modelo do drone (como o DJI Air 2S na figura). Essa escolha é essencial porque:

• Cada drone possui sensores com dimensões específicas (largura, altura, distância focal);
• O número de pixels (ex: 5472 px) influencia diretamente os cálculos;
• Toda a matemática por trás do GSD, altura ideal e sobreposição depende desses parâmetros.

Selecionar corretamente o drone garante cálculos confiáveis e compatíveis com a missão real.

Uma ferramenta Gratuita e Colaborativa, PARTICIPE!

O objetivo deste artigo é explicar o uso da calculadora do plugin GeoFlight Planner, uma ferramenta gratuita, desenvolvida pela GeoOne para facilitar o planejamento de voos no QGIS. Qualquer pessoa pode colaborar, reportando bugs, sugerindo melhorias ou contribuindo com o código-fonte no GitHub.

Se você gostou da ferramenta e deseja aprofundar seus conhecimentos, considere adquirir o curso Plano de Voo com Drones da GeoOne. Com carga horária de 10 horas, você aprenderá na prática a utilizar o plugin e outros recursos do QGIS para gerar planos de voo profissionais. O curso inclui suporte prioritário para tirar dúvidas e acesso direto à equipe de desenvolvedores.

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