Evaluation of the accuracy of orthomosaics and terrain digital models generated by the UAV and its application in calculating the volume of Cariri Stone piles

Recently, the technological advancement of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has been exponential. This equipment are capable of generating remote sensing products of high accuracy at low operating costs, carrying out activities previously performed exclusively by manned aircraft. In this context, the National Department of Mineral Production (DNPM), aiming to maximize their actions of oversight and management of mining, has partnered with the University of Brasilia (UnB) for the development of a small UAV capable of generating orthomosaics and Terrain Digital models (TDM) with high accuracy. To achieve such objective, UnB has developed a 2,5 kg aircraft equipped with a small-format camera, nonmetric, capable of obtaining high-resolution photographs, after being processed through method of computing similarities between overlapping images, generates a cloud of points of the three-dimensional coordinates (x, y, z) of the surface, allowing to generate orthomosaics and TDMs. However, UAV technology is still considered emerging, being common questions about the survey method, used sensor and mainly accuracy of obtained results, a fact that motivated the elaboration in this case study. The main purpose this research is to evaluate of the accuracy of orthomosaics and TDMs generated from the data collected by the UAV developed by UnB, as well it's application in calculating the volume of laminate sedimentary limestone tailings piles of Araripe Basin in Ceará, extracted in the form of tiles in natura marked under the name of Cariri Stone, compared it's accuracy with the results obtained with Global Navigation Satellite System (GNSS) and Light Detecting and Ranging (LIDAR) technologies, more commonly used by mining for this purpose. To evaluating the accuracy was used hypothesis testing method, from the trend and precision of analysis, and the results classified according to the Standard Cartographic Accuracy of Digital Cartographic Products (PEC-PCD). After the experiments performed, it was possible to acknowledge that the UAVUnB/DNPM is capable of generating with accuracy orthomosaics and MDTs, consistent with those obtained by conventional aerial photography, if properly oriented by ground control points. In this case study, the UAV showed better results when compared with modeling performed through GNSS and LIDAR technologies.Nos últimos anos foi exponencial o avanço tecnológico dos denominados Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) Estes equipamentos são capazes de gerar produtos de sensoriamento remoto de elevada acurácia com baixo custo operacional desempenhando atividades antes executadas exclusivamente por aeronaves tripuladas Neste contexto o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) para maximizar suas ações de fiscalização e gestão da mineração firmou parceria com a Universidade de Brasília (UnB) para desenvolvimento de um VANT de pequenas dimensões capaz de gerar ortomosaicos e Modelos Digitais do Terreno (MDT) de alta acurácia Para alcançar esse objetivo a UnB desenvolveu uma aeronave de 25 kg equipada com uma câmera não métrica capaz de obter fotografias de alta resolução que após processadas utilizando o método de correlação de imagens sobrepostas gera uma nuvem de pontos das coordenadas tridimensionais da superfície permitindo a geração de ortomosaicos e MDTs Contudo a tecnologia VANT ainda é considerada emergente São comuns indagações sobre o método de levantamento o sensor utilizado e principalmente a acurácia dos resultados obtidos fato que motivou a elaboração deste estudo de caso O objetivo principal desta pesquisa foi realizar a avaliação da acurácia dos ortomosaicos e MDTs gerados a partir dos dados coletados pelo VANT desenvolvido pela UnB bem como sua aplicação no cálculo do volume de pilhas de rejeito do calcário sedimentar laminado da Bacia do Araripe no Ceará comercializado com o nome de Pedra Cariri sendo comparada sua acurácia com as obtidas pelas tecnologias Global Navigation Satellite System (GNSS) e Light Detecting and Ranging (LIDAR) mais utilizadas pelo seguimento da mineração para esta finalidade Para avaliação da acurácia foi usado o método de testes de hipóteses a partir da análise de tendência e precisão sendo os resultados classificados de acordo com o Padrão de Exatidão Cartográfica dos Produtos Cartográficos Digitais (PEC-PCD) Após os experimentos realizados foi possível constatar que o VANT-UnB/DNPM é capaz de gerar ortomosaicos e MDTs de alta acurácia compatíveis com os obtidos por aerofotogrametria convencional desde que devidamente orientado por pontos de apoio de solo apresentando melhor acurácia no cálculo de volume neste estudo de caso se comparado com a modelagem realizada com as tecnologias GNSS e LIDAR