PROCESSES AUTOMATION IN 3D SPELEOLOGICAL MAPPING FROM PHOTOGRAMMETRIC MODELS OF UNDERGROUND CAVITIES IN MINAS GERAIS, BRAZIL

Autor: Paulo Rodrigo Gaiotti Simões, Luís Augusto Koenig Veiga, Marcio Augusto Reolon Schmidt
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Revista Brasileira de Espeleologia-RBEsp; 2022: Edição Especial-I Prêmio Nacional de Espeleologia Michel Le Bret ; 87-116
Revista Brasileira de Espeleologia
Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio)
instacron:CECAV
ISSN: 2179-4952
DOI: 10.37002/rbesp.v1i11
Popis: Mapas espeleológicos vêm sendo produzidos por processos manuais desde meados do século XIX, no Brasil, a partir de levantamentos topográficos e croquis. Nas últimas décadas, inovações tecnológicas como os medidores eletrônicos de distância e a comunicação com aplicativos de topografia de cavernas têm permitido a elaboração de mapas totalmente em meio digital, ainda com o emprego de procedimentos manuais. Atualmente, além dos escaneamentos a laser, levantamentos fotogramétricos de curta distância vêm sendo empregados para a geração de modelos 3D de cavidades e têm auxiliado na construção de mapas espeleológicos a partir de procedimentos automatizados que permitem a extração de informação métrica com precisão, contribuindo na redução de erros e tempo. Este processo permite a obtenção dos limites de uma cavidade em vistas clássicas como planta baixa, perfis longitudinais e cortes transversais e outros menos usuais, como os contornos verticais longitudinal e transversal, além da extração das curvas de nível e outras feições de interesse a serem vetorizadas a partir de mosaicos de ortofotos do piso, paredes e do teto da cavidade. Modelos fotogramétricos 3D de cavidades subterrâneas permitem o cálculo de variáveis espeleométricas, incluindo o volume, de difícil obtenção pelo método topográfico convencional e podem ser integrados a modelos de superfície topográfica com imagens de alta resolução, contribuindo na visualização e análise da paisagem e das características do seu local de inserção. Os levantamentos realizados na Gruta dos Sete Salões e na Mina do Veloso demonstraram que os modelos gerados apresentam uma geometria muito próxima do real, podendo ser realizados em cavidades naturais ou mesmo artificiais, como minas de ouro históricas. Seguindo-se o fluxo de trabalho proposto, visando a geração de mapas espeleológicos 3D, colocam-se como alternativa aos levantamentos topográficos tradicionais, sendo passível de aplicação, inclusive, em modelagens tridimensionais geradas a partir de nuvens de pontos por escaneamentos a laser. Speleological maps have been produced in Brazil since the mid-nineteenth century by manual processes by topographic surveys and sketches. In recent decades, technological innovations such as electronic distance meters and integration with cave surveying softwares have allowed the preparation of digital maps, still using manual procedures. Besides laser scans, short-distance photogrammetric surveys have been used to generate 3D models of cavities. They assisting the construction of speleological maps from automated procedures that allow the extraction of metric information accurately, contributing to the reduction of errors and time. This process allows us to obtain the limits of a cavity in classic views such as floor plan, longitudinal profiles and cross-sections and other less common ones, such as longitudinal and transversal vertical projections. In addition, it permits extracting contour lines and other features of interest that are vectorized from mosaics of orthophotos of the floor, walls and ceiling of the cavity. 3D photogrammetric models of caves allow the calculation of speleometric variables, including volume, that are difficult to obtain by the conventional topographic method. These can be integrated with topographic surface models with high-resolution images, contributing to the visualization and analysis of the landscape and its site characteristics. The surveys carried out in the Sete Salões Cave and Veloso Gold Mine demonstrated that the generated models present geometry very close to the real one, and can be performed in natural or even artificial cavities, such as historical gold mines. Following the proposed workflow aimed at generating 3D speleological maps, they are an alternative to traditional topographic surveys, and can even be applied to three-dimensional modeling generated from point clouds by laser scans.
Databáze: OpenAIRE
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