Fotogrametria digital multi-escala para aquisição de dados estruturais

• Main Author: Viana, Camila Duelis
• Publication Date: 2021
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44137/tde-18012022-122057/
• topic: Análise de fraturas; Digital outcrop model; Fotogrametria; Fracture analysis; Geologia estrutural; Modelo digital de afloramento; Photogrammetry; Structural geology; Structure-from-Motion - Multi-view Stereo; Structure-from-Motion - Multi-view Stereo

A fotogrametria digital vem se tornando uma importante ferramenta para a aquisição remota de dados. O uso de modelos digitais de afloramento (MDAs) para análise de fraturas tem crescido no ambito das geociencias. Structure-from-Motion Multi-view Stereo (SfM-MVS) é uma técnica recente, que permite a criação de MDAs de maneira mais simples e barata. Para direcionar um estudo aprofundado da aplicação de SfM-MVS na investigação de meios fraturados, a tese buscou responder quais parâmetros relacionados a estes sistemas podem ser obtidos através dos MDAs gerados por SfM-MVS, e quais fatores tem influencia sobre a precisao dos dados. Foram gerados modelos de diferentes afloramentos (rochas ígneas, sedimentares e metamórficas), utilizando conjuntos de imagens em diferentes escalas, capturados por diferentes câmeras e plataformas. Os modelos foram analisados em três abordagens: para obtenção de propriedades de fraturas; análise qualitativa dos fatores que influenciam na sua qualidade e dos dados derivados; e investigação dos níveis de qualidade de reconstrução oferecidos pelo programa Agisoft Metashape. Como resultado, foi produzida uma lista de boas práticas de levantamento de campo, para a construção de um MDA. Concluiuse que o RPA é a plataforma mais flexível para diferentes topografias, pois permite o planejamento prévio do levantamento ou pilotagem manual, enquanto oferece bom custo benefício. Na análise de fraturas, são facilmente implementados algoritmos que calculam orientação, espaçamento e persistência. Estes três parâmetros são dependentes da capacidade de identificação das fraturas no modelo 3D. Essa capacidade é influenciada pela resolução espacial e a presença de deformações no modelo. No caso da rugosidade, a dificuldade de quantificação está na conversão eficiente do Joint Roughness Coefficient (JRC) para o espaço tridimensional. Na investigação das opções oferecidas pelo Metashape, os dados analisados sugerem os pares precisao-qualidade high-high e highest-high como os de melhor custo-benefício, sendo o primeiromais seguro para aplicação em condições de campo. Os resultados obtidos apontam para a existência de um tripé, composto por três elementos altamente correlacionados: o escopo, o tempo e o custo. A alteração de um deles sem que haja impacto nos demais irá sacrificar a qualidade final do modelo, e consequentemente da análise. Outro resultado importante foi o desenvolvimento do aplicativo multiplataforma SurvAid, uma ferramenta de planejamento do levantamento de imagens; e do programa livre CAPI, dedicado à análise estrutural de MDAs. Como conclusão, SfM-MVS mostrou-se uma técnica poderosa para a geração de MDAs, que podem ser usados na análise de fraturas. Ainda assim, deve ser vista como uma ferramenta complementar ao trabalho de campo.