Análise do Registro de Nuvens de Pontos Obtidas por SVLT e por VANT para Aplicação no Cadastro Territorial Multifinalitário
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Resumo
O Cadastro Territorial Multifinalitário (CTM) é um registro sistemático que abrange elementos físicos, jurídicos e econômicos das propriedades. Este registro serve como instrumento de gerenciamento para prefeituras, exigindo atualizações recorrentes. Historicamente, o cadastro tem sido documentado em planos bidimensionais, mas devido à complexidade dos centros urbanos, a adoção do cadastro tridimensional (3D), isto é, uma extensão do cadastro bidimensional que incorpora informações na dimensão vertical, torna-se crucial. Internacionalmente, países como Holanda, Bélgica, Reino unido, entre outros, são referências na adoção da tridimensionalidade para a gestão territorial. No Brasil, o sistema de cadastro carece de regulamentação relacionada a tridimensionalidade. Mas, a alta demanda pode impulsionar os municípios a se adaptarem ao uso desse registro. Neste estudo, propõe-se uma metodologia que combina a tecnologia LiDAR em plataforma terrestre com o levantamento por veículo aéreo não tripulado (VANT). O objetivo é criar uma única nuvem de pontos através do registro entre duas nuvens distintas, avaliando sua precisão para subsidiar o cadastro 3D. Para avaliar os dados, realizaram-se testes numéricos confrontando a precisão do mapeamento via nuvens LiDAR e VANT com medidas tomadas por equipamento topográfico. Os resultados indicam que a discrepância máxima entre o mapeamento e a referência é de 11 mm, indicando que a metodologia tem potencial contributivo no CTM e para realização do cadastro 3D. Adicionalmente, o sistema de varredura a laser gera um produto denominado neste trabalho de "documentação virtual", que pode ser integrado ao CTM para documentar o ambiente urbano e ser disponibilizado on-line para a população.
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Referências
ABDELAZEEM, M., ELAMIN. A.; AFIFI A. A.; El-RABBANY. 2021. Multisensor point cloud data fusion for precise 3D mapping. Egypt. J. Remote. Sens. Space Sci., 24(3), 835–844. DOI: 10.1016/j.ejrs.2021.06.002.
ABNT. NBR 17047/22: Levantamento cadastral territorial para registro público – Procedimento. Rio de Janeiro, 2022.
AFONSO, J. R. R.; ARAUJO, E. A.; NÓBREGA, M. A. R. IPTU no Brasil: um diagnóstico abrangente. FGV Projetos, 2013. 79 p. Disponível em: <http://fgvprojetos.fgv.br/sites/fgvprojetos.fgv.br/files/iptu_no_brasil_um_diagnostico_abrangente_0.pdf>. Acesso em: 17 jun. 2023.
AIEN, A.; RAJABIFARD, A.; KALANTARI, M.; WILIAMSON, I. P. Aspects of 3D Cadastre- A Case Study in Victoria. FIG Working Week. 2011, Marrakech, Morocco.
AMORIM, A; PELEGRINA, M. A.; JULIÃO, R P. Cadastro e gestão territorial: uma visão luso-brasileira para a implementação de sistemas de informação cadastral nos municípios. 2018. ISBN: 978-85-9546-282-3 (eBook).
ARAÚJO, A. L. Cadastro 3D no Brasil a partir de varredura a laser (laser scanning). 2015. 178p. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis/SC, 2015.
BECKER, J. H.; CENTENO, J. A. S. Pré-alinhamento e registro de nuvens de pontos obtidas com uma câmera de distância pmd camcube 3. Revista Brasileira de Cartografia, [S. l.], v. 68, n. 7, 2016. DOI: 10.14393/rbcv68n7-44362. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/view/44362. Acesso em: 10 mar. 2023.
BESL, P. J.; MCKAY, N. D. A method for registration of 3D shapes. IEEE Transactions On Pattern Analysis And Machine Intelligence, v. 14, n. 2, p. 239- 256, fev. 1992. http://dx.doi.org/10.1109/34.121791.
BRASIL. Comando da Aeronáutica. Departamento de Controle do Espaço Aéreo. Aeronaves Não Tripuladas e o Acesso ao Espaço Aéreo Brasileiro. ICA 100-40. Rio de Janeiro, 2023.
BRASIL. Ministério do Estado das Cidades. Portaria Ministerial 511/2009. Disponível em: https://www.normasbrasil.com.br/norma/portaria-511-2009_217279.html. Acesso em: 7 nov. 2023.
BRASIL. Ministério da Justiça e Segurança Pública. Portaria nº 3.242, de 9 de novembro de 2022. Diário Oficial da União, https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/portaria-n-3.242-de-9-de-novembro-de-2022-443240087, publicado em 9 de novembro de 2022. Acesso em: 29 out. 2023.
BRASIL. Ministério do Desenvolvimento Regional. Portaria MDR nº 3.242, de 9 de novembro de 2022. Diretrizes para a criação, a instituição e a atualização do Cadastro Territorial Multifinalitário (CTM) nos municípios brasileiros. Diário Oficial da União, Brasília, DF, nov. 2022. Seção 1.
ÇAGDAS, V.; STUBKJÆR, E. Design research for cadastral systems. Computers, Environment and Urban Systems, Maryland Heights, 2010. 77-87. DOI:10.1016/j.compenvurbsys.2010.07.003
CARNEIRO, A. F. T. Cadastro Imobiliário e Registro de Imóveis. IRIB, Instituto de Registro Imobiliário no Brasil. Ed. safE. Porto Alegre – RS. 2003.272 p.
CARNEIRO, A. F. T.; ERBA, D. A.; AUGUSTO, E. A. A. Cadastro multifinalitário 3D: conceitos e perspectivas de implantação no Brasil. Revista Brasileira de Cartografia, [S. l.], v. 64, n. 2, 2012. DOI: 10.14393/rbcv64n2-43791. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/view/43791. Acesso em: 6 nov. 2023.
CHETVERIKOV, D.; STEPANOV, D.; KRSEK, P. Robust Euclidean alignment of 3D point sets: the trimmed iterative closest point algorithm. Image and vision computing, v. 23, n. 3, p. 299-309, 2005.
COELHO, L.; BRITO, J. N. Fotogrametria digital. Vol. 181. Rio de Janeiro: EdUERJ, 2007, 196 p.
COSTA, D. C. Diretrizes para elaboração e uso de bases cartográficas no planejamento municipal: urbano, rural e transportes. 2001. 126 p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Transportes. São Paulo, 2001.
SOUZA, G. H. B.; AMORIM, A. Parcelas espaciais e nuvem de pontos: viabilidade e possibilidades de integração de dados para o cadastro 3D. Revista Brasileira de Cartografia, [S. l.], v. 67, n. 2, 2015. DOI: 10.14393/rbcv67n2-44665. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/view/44665. Acesso em: 6 nov. 2023.
DJI. Phantom 4. Disponível em: <https://www.dji.com/br/phantom-4>. Acesso em: 18 jun. 2023.
DONG, Z.; LIANG, F.; YANG, B.; XU, Y.; ZHANG, Y.; LI, J.; WANG, Y.; DAI, W.; FAN, H.; HYYPPA, J.; STILLA, U. Registration of Large-scale Terrestrial Laser Scanner Point Clouds: A Review and Benchmark. Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. v. 163, p.327–342, 2020. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2020.03.013.
DRONE HARMONY. Disponível em: <https://droneharmony.com/>. Acesso em: 28 jul. 2023.
ELBERINK, S. O. Acquisition of 3D topography. Automated 3D road and building reconstruction using airborne laser scanner data and topographic maps. Delft, 2010. 194 p. ISBN: 978 90 6132 318 1.
ENGMAN, H. Web-based 3D in Urban Planning. GIM International, 2016.
ESTEIO. Mapeamento para SIG para PM de Uberlândia-MG. Disponível em: <https://www.esteio.com.br/executados/sig/uberlandia/>. Acesso em: 07 mar. 2023.
FONSECA, B. M; MOURA, A. C. M; RIBAS, R. P; CARVALHO, G. A; CASAGRANDE, P. B; Modelagem paramétrica da paisagem urbana e cadastro 3D utilizando dados lidar: Uma proposta metodológica. UFMG & UFSC, 2016.
GARCIA, R. C. O que é preciso saber sobre CADASTRO TERRITORIAL MULTIFINALITÁRIO. 1. ed. Brasília-DF e Rio de Janeiro-R: Caixa Econômica Federal e IBAM, 2007. v. 01. 48p.
GUADALUPE D. C., CASAGRANDE P. B., OLIVEIRA D. S. C., URBANO C., VON SPERLING F. C., MOREIRA C. T., BRENCK G. F. Anais. XXVII Congresso Brasileiro de Cartografia e XXVI Exposicarta 6 a 9 de novembro de 2017, SBC, Rio de Janeiro - RJ, p. 1001-1005. GUANDALINI BR. Matterport Pro3. Disponível em: <https://www.guandalinibr.com/matterport-pro3/>. Acesso em: 1 jun. 2023. GROETELAARS, N. J.; DE AMORIM, A. L. Tecnologia 3D Laser Scanning: características, processos e ferramentas para manipulação de nuvens de pontos. In: XV Congresso de la Sociedad Iberoamericana de Gráfica Digital-SIGRADI. Santa Fé: Facultad de Arqitectura, Diseño y Urbanismo da Universidad Nacional del Litoral. 2011. p. 1-5.
INSTITUTO DE TERRAS E CARTOGRAFIA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO (ITERJ). Sistema de Informações Geográficas do ITERJ. Disponível em: http://www.iterj.rj.gov.br/iterj_site/sig-iterj. Acesso em: 31 out. 2023.
JUNIOR, M. K.; LIMA, E. M.; STANGANINI, F. N. Utilização de Aeronaves Remotamente Pilotadas no Processo de Mapeamento e de Regularização Fundiária no Interior de São Paulo: Loteamento Vila Nova Trieste. Simpósio nacional de gestão e engenharia urbana, v. 3, p. 547-557, 2021.
KLAPA, P., MITKA B. 2017. Application of terrestrial laser scanning to the development and updating of the base map. Geod. Cartogr., 66 (1), 59–71. DOI: 10.1515/geocart-2017-0002.
KLAPA, P.; MITKA, B.; ZYGMUNT, M.. Integration of TLS and UAV data for the generation of a three-dimensional basemap. Advances in Geodesy and Geoinformation, p. e27-e27, 2022.
LAZZAROTO, D. R. Avaliação da qualidade de base cartográfica por meio de indicadores e sistema de interferência fuzzy. 2005. Tese (Doutorado) - Curso de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas, Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2005.
LESLAR, M. Integrating Terrestrial LiDAR with Point Clouds Created from Unmanned Aerial Vehicle Imagery. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, v. 40, n. 1, p. 97–101. DOI: 10.5194/isprsarchives-XL-1-W4-97-2015.
LILLESAND, T.; KIEFER, R. Remote sensing and image interpretation. 4 ed. Estados Unidos: John Wiley & Sons, 2000.
MARTINS, M. A. R.; MITISHITA, E. A.; ANTONIO, N. D. Estudo da Integração de Nuvens de Pontos entre Conjunto de Dados baseado em VANT e Levantamento Aéreo LiDAR. Revista Brasileira de Cartografia, [S. l.], v. 74, n. 4, p. 789–804, 2022. DOI: 10.14393/rbcv74n4-64225. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/view/64225. Acesso em: 8 mar. 2023.
MATTERPORT. About Us. Disponível em: https://matterport.com/about-us. Acesso em: 10 mar. 2023.
MATTERPORT. Matterport Pro3 Technical Specifications. Disponível em: <https://support.matterport.com/s/article/Pro3TechnicalSpecifications?language=en_US >. Acesso em: 8 mar. 2023.
MATTERPORT. Pro3. Disponível em: https://matterport.com/pro3. Acesso em: 11 mar. 2023.
METASHAPE. Agisoft Metashape. Disponível em: <https://www.metashape-la.com/pt/comeco/?utm_source=Google&gclid=CjwKCAjwzo2mBhAUEiwAf7wjkkFzCNrMe5mY1cUZDv9rePNvFsUhLwx0vZx1Ifc_p1PtwGrHqbw64RoC-ywQAvD_BwE>. Acesso em: 28 jul. 2023.
OLIVEIRA, F. H.; FERREIRA, B.; DE FARIAS, J. L. P. O estado da arte do cadastro 3D no Brasil e no mundo. In: COBRAC 2018. 2018.
OLIVEIRA, H. C. Detecção de áreas de oclusão para geração de ortoimagem verdadeira utilizando dados LASER. 2013. 96 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Cartográficas) - Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Presidente Prudente, 2013.
PAIXÃO, S. K. S.; NICHOLS, S.; CARNEIRO, A. F.T. Cadastro Territorial Multifinalitário: dados e problemas de implementação do convencional ao 3D e 4D. Boletim de Ciências Geodésicas, [S.L.], v. 18, n. 1, p. 3-21, mar. 2012. FapUNIFESP (SciELO). http://dx.doi.org/10.1590/s1982-21702012000100001
PAMBOUKIAN, S. V. D.; Topografia com Drones e GNSS. In: MOSTRA DOCENTES DE CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO DA ESCOLA DE ENGENHARIA, UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE, 2019. Disponível em: <https://www.mackenzie.br/fileadmin/ARQUIVOS/Public/1mackenzie/universidade/laboratorios/labgeo/2019/Trabalhos/TOPOGRAFIA_COM_DRONES_E_GNSS.pdf> Acesso em: 10 ago. 2023.
PAVAN, N. L.; SANTOS, D. R. Um Método Automático para Registro de Dados Laser Scanning Terrestre usando Superfícies Planas. Boletim de Ciências Geodésicas, Curitiba/PR, v. 21, n. 3, p. 572-589, 2015/set . https://doi.org/10.1590/S1982-21702015000300032
PEREIRA, C. C. A importância do Cadastro Territorial Multifinalitário para elaboração de planos diretores. 2009. 207 p. Dissertação (Mestrado em engenharia civil) - Programa de pós-graduação em engenharia civil (PPGEC), Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis - SC, 2009.
PEREIRA, N. S. Cloud Partitioning Iterative Closest Point (CP-ICP): um estudo comparativo para registro de nuvens de pontos 3D. 2016. 35f. Dissertação (mestrado em engenharia de teleinformática) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de PósGraduação em Engenharia de Teleinformática, Fortaleza, 2016.
PREFEITURA DE SÃO PAULO. Portal GeoSampa Mapa. Disponível em: <http://geosampa.prefeitura.sp.gov.br/PaginasPublicas/_SBC.aspx>. Acesso em: 07 mar. 2023
PRIBANIĆ, T.; DŽAPO, H.; SALVI, J. Efficient and Low-Cost 3D Structured Light System Based on a Modified Number-Theoretic Approach. Journal on Advances in Signal Processing, 2010. https://doi.org/10.1155/2010/474389.
PROCHAZKOVA, J.; MARTISEK, D. Notes on iterative closest point algorithm. In: CONFERENCE ON APPLIED MATHERMETICS APLIMAT. 2018. Bratislava. Anais [...]. Bratislava: 17th Conference on Applied Mathematics APLIMAT 2018.
PULCRANO, M.; SCANDURA, S.; MININ, G.; LUGGO, A. 3D cameras acquisitions for the documentation of cultural heritage. The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Bergamo, Italia. v.42, 639-646, 2019. REMONDINO, F.; EL-HAKIM, S. Imagebased 3d Modeling: A Review. The Photogrammetric Record, V. 21, N. 115, P. 269-291, Set. 2006.
RUIZ, P. R. S.; ALMEIDA, C. M.; SCHIMALSKI, M. B.; RENNÓ, C. D.; MITISHITA, E. A.; LIESENBERG, V. Avaliação do Desempenho dos Métodos ICP, CPD e SVR para Registro Automático de Nuvens de Pontos Relativas a Telhados Extraídas de Dados LiDAR Aerotransportados. Revista Brasileira de Cartografia, [S. l.], v. 73, n. 3, p. 885–910, 2021. DOI: 10.14393/rbcv73n3-57838.
SHAN, J.; TOTH, C. Topographic LASER ranging and scanning: principles and processing. 1° ed. Boca Raton: CRC Press, 2009. https://doi.org/10.1201/9781420051438 SILVA, B. M. F. Registro global de nuvens de pontos RGB-D em tempo real usando fluxo óptico e marcadores. 2015. 108f.. Tese (Doutorado em Engenharia de Computação) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal/RN, 2015.
SOUZA, D. V.; COSTA, D. C.; ROCCO, J.; TRABANCO, J. L. A.; OLIVEIRA, H. C. Cadastro Urbano: uma Proposta para Codificação de Parcela Territorial Urbana com Abrangência Nacional. Revista Brasileira de Cartografia, [S. l.], v. 74, n. 4, p. 839–858, 2022. DOI: 10.14393/rbcv74n4-64008.
SOUZA, I. R. Avaliação de ortoimagens geradas por aeronaves remotamente pilotadas para uso no Cadastro Territorial Multifinalitário de pequenas cidades. 51 p., Monografia (Bacharelado em Engenharia de Agrimensura e Cartográfica) - Instituto de Geografia, Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Uberlândia – MG, 2019.
STOTER, J. E. 2004. 3D cadastre. Delft: NCG, Netherlands Geodetic Commission.
TOMMASELLI, A. M. G.; SILVA, J. F. C.; HASEGAWA, J. K.; GALO, M.; DAL POZ, A. P. Fotogrametria: aplicações a curta distância. In: MENEGUETE Jr, M.; ALVES, N. (Organizadores), FCT 40 anos, Perfil Científico – Educacional, Presidente Prudente SP, p. 147-159, 1999.
VIEIRA, C. A. O.; OLIVEIRA, J. A.; SILVA, M. C. Sistema de Informação Cadastral para Cidades de Médio e Grande Porte. In: 5° COBRAC - Congresso Brasileiro de Cadastro Territorial Multifinalitário, 2002, Florianópolis - SC. Anais do 5° COBRAC - Congresso Brasileiro de Cadastro Territorial Multifinalitário. Florianópolis – SC: Univesidade Federal de Santa Catarina, 2002.
VICENTIN, R. C. Criação de nuvens de pontos a partir da fotogrametria: Análise de sensibilidade. 2021. 84 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Construção e Reabilitação) - Instituto Politécnico de Viseu, Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Viseu, Viseu – Portugal, 2021. VOSSELMAN, G.; MAAS, H. Airborne and terrestrial laser scanning. 1ª ed. Boca Raton: CRC press, 2010. WEHR, A.; LOHR, U. Airborne laser scanning — an introduction and overview. ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, v. 54, n. 2-3, p. 68-82, 1999.
WOLF, P. R.; DEWITT, B. A.; WILKINSON, B. E. Elements of Fotogrammetry: with Application in GIS. 3ª Edição. Estados Unidos da América: McGraw-Hill, 2004.
WUTKE, J. D. Métodos para avaliação de um sistema LASER scanner terrestre. 2006. 98 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Geodésicas), Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil, 2006. https://acervodigital.ufpr.br/handle/1884/5958.