Apus-MX LiDAR capacitando investigação de desastres de fluxo de detritos

Apus-MX LiDAR

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Introduçãoprodução

Os fluxos de detritos são mais frequentes no verão e no outono. Durante esse período, o aumento das chuvas, tempestades intensas e precipitações prolongadas fornecem água em abundância, desencadeando eventos de fluxo de detritos.

Em áreas montanhosas, o derretimento do gelo e da neve contribui ainda mais para o risco. Temperaturas mais altas levam ao aumento do escoamento, o que desestabiliza encostas e aumenta a probabilidade de fluxos de detritos.

Esses eventos causam perdas econômicas significativas e representam sérias ameaças à segurança humana e ao meio ambiente. A realização de investigações sobre fluxos de detritos ajuda a compreender as condições de formação, avaliar riscos potenciais, determinar locais adequados para projetos de mitigação e proteger os ecossistemas locais.

Histórico do Projeto

Em Chengdu, província de Sichuan, China, a temporada de enchentes trouxe várias rodadas de chuvas torrenciais. Como resultado, diversas áreas propensas a riscos geológicos foram atingidas por fluxos de detritos.

Atendendo às exigências das autoridades locais, foi realizado um levantamento. O objetivo era avaliar a geomorfologia, a deformação da superfície, a cobertura vegetal e as características hidrológicas. Isso ajudaria a avaliar os riscos de desastres, prever mudanças futuras e apoiar os esforços de alerta precoce e prevenção.

Este projeto abrange duas áreas de pesquisa:
  • Área 1: 0,5 km², altitude variando de 1.400 a 2.300 metros.
  • Área 2: 0,35 km², altitude variando de 1.150 a 1.450 metros.
Ambas as áreas de pesquisa são predominantemente cobertas por densas florestas primárias com vegetação multicamadas, incluindo vegetação rasteira densa e arbustos baixos.
Sistema UAV LiDAR

Figura 1 Áreas a serem pesquisadas

Desafio

Fluxos de detritos ocorrem frequentemente em regiões montanhosas e de cânions com terrenos complexos e clima imprevisível. Essas áreas têm difícil acesso e ambientes hostis, tornando os levantamentos tradicionais no local arriscados e propensos a erros.

A área de levantamento consiste em montanhas florestadas de alta altitude com vegetação densa. A transmissão de dados pode ser afetada por restrições e interferências do terreno, exigindo soluções técnicas avançadas e equipamentos de levantamento de alto desempenho.

Os pontos de decolagem disponíveis apresentam uma diferença de altitude significativa de quase 1.000 metros em relação ao ponto mais alto da área de levantamento. Um UAV multirrotor equipado com LiDAR deve subir pelo menos 1.000 metros em um único voo para capturar dados completos do levantamento.

Solução
Para atender aos requisitos, implementamos o drone e a tecnologia LiDAR. Os equipamentos utilizados incluíram o sistema LiDAR do UAV SatLab Apus-MX e um drone DJI Matrice 350 RTK. Estes foram escolhidos por sua capacidade de cobrir grandes áreas rapidamente e operar com segurança. Foi empregada uma estratégia de voo de proximidade ao solo, com um total de três missões de voo para concluir a aquisição de dados de toda a área de levantamento.

Figura 2 SatLab Apus-MX montado no DJI M350

Figura 3 Plano de voo da aquisição

Parâmetros do Projeto
1.Equipamento

Rede Apus-MX UAV LiDAR DJI M350 RTKCORS 

2.Software

Satélite-LiDAR

Especificação

Tabela 1 Especificação LiDAR do UAV Apus-MX

Rota técnica

Figura 4 Rota técnica

O software Sat-LiDAR pode resolver automaticamente os dados de nuvem de pontos coletados, gerando nuvens de pontos coloridas de alta precisão. Ao filtrar os dados da nuvem de pontos, é possível obter pontos do solo e seus dados de classificação de características do terreno na área de mineração, que podem ser usados para produzir DEM, DSM, curvas de nível e outros resultados. Além disso, o software suporta o cálculo do volume multifásico da mina usando a grade TIN. Ele também inclui recursos como inspeção de precisão de dados, ajuste de faixa, filtragem de ruído, classificação e processamento de mosaico de nuvem de pontos.
Resultados
Dados dos resultados do projeto: densidade geral da nuvem de pontos: uma média de 127 pontos/metro quadrado, os pontos no solo sob a vegetação são contínuos e densos, e a precisão da nuvem de pontos é melhor que 2 cm, atendendo às necessidades deste projeto do cliente.

Figura 5 Densidade de nuvem de pontos

Resultado DEM da Figura 8

Figura 6 Espessura da nuvem de pontos

Resultado do DOM da Figura 9

Figura 7 Resultado da nuvem de pontos

Figura 10 Efeito de penetração da vegetação

Conclusão
O sistema LiDAR Apus-MX UAV utilizado neste projeto é compatível com o sistema de drones DJI. Ele coleta dados na área de desastre de fluxo de detritos de forma eficiente e sem contato. O sistema pode medir até 1.200 metros com uma refletividade de 60% e possui uma taxa de pulso de laser de 550.000 disparos por segundo. Isso melhora a eficiência do trabalho e garante a cobertura completa da área de levantamento com alta densidade de nuvens de pontos. Mesmo em vegetação densa, ele captura pontos no solo com precisão. Com o software de processamento completo de dados SatLab Sat-LiDAR, o sistema pode gerar diversos resultados de terreno com um único clique. Ele oferece aos clientes serviços de dados completos. A análise de dados oferece suporte preciso e confiável para a investigação de características geomorfológicas, deformação da superfície, cobertura vegetal e características hidrológicas na área do desastre de fluxo de detritos.

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