O que é o GSD
O GSD (ground sampling distance, ou distância de amostragem no solo) é o tamanho de um pixel no chão. Um GSD de 2 cm/px significa que cada pixel da foto cobre 2 × 2 cm, então nada menor que alguns centímetros pode ser medido no mapa ou no modelo 3D feito com essas fotos. Ele depende de três coisas: a altura do voo, a lente e o número de pixels.
Como a calculadora funciona
As fichas técnicas raramente informam o tamanho real do sensor e a distância focal real, mas todo drone informa a distância focal equivalente a 35 mm e o tamanho da foto em pixels. A distância focal equivalente é definida em relação à diagonal de 43,27 mm de um sensor full frame, então:
- diagonal da foto no solo = altura × 43,27 ÷ distância focal equivalente;
- a proporção da foto divide essa diagonal na largura e no comprimento da área coberta;
- GSD = largura da área coberta ÷ largura da foto em pixels.
Na grade de mapeamento, o lado maior da foto fica atravessado em relação à linha de voo, como na maioria dos apps de mapeamento:
- distância entre fotos = comprimento da área coberta ao longo da linha × (1 − sobreposição frontal);
- distância entre linhas de voo = largura da área coberta × (1 − sobreposição lateral);
- tempo entre fotos = distância entre fotos ÷ velocidade.
Exemplo resolvido
Uma câmera da classe Mini com lente equivalente de 24 mm, fotos de 12 MP em 4:3 (4.032 pixels de largura), a 100 m:
- diagonal no solo: 100 × 43,27 ÷ 24 ≈ 180 m, então a área coberta é de cerca de 144 × 108 m;
- GSD: 144 m ÷ 4.032 px ≈ 3,6 cm/px (cerca de 1,8 cm/px no modo de 48 MP, com 8.064 pixels de largura);
- com 75 % de sobreposição frontal e 70 % de lateral: uma foto a cada 27 m e linhas de voo a 43 m uma da outra;
- a 5 m/s: uma foto a cada 5,4 s.
O GSD é proporcional à altura: a 50 m a mesma câmera dá cerca de 1,8 cm/px no modo de 12 MP, mas cada foto cobre um quarto da área, então o voo tira cerca de quatro vezes mais fotos.
Quanta sobreposição usar
A Pix4D, fabricante de software de fotogrametria, recomenda pelo menos 75 % de sobreposição frontal e 60 % de lateral numa grade de mapeamento comum, pelo menos 80 % nas duas em campos planos e 85 % nas duas sobre florestas e vegetação densa, onde é difícil encontrar pontos em comum entre as fotos. Mais sobreposição significa mais fotos e um voo mais longo, então planeje a bateria e o vento: um voo de mapeamento cruza a área muitas vezes, contra o vento em uma linha sim, outra não.
Vento e luz
- Vento: voar contra o vento em uma linha sim, outra não muda a velocidade em relação ao solo e, com ela, o espaçamento das fotos tiradas em intervalo fixo de tempo. Use o disparo por distância se o seu app tiver essa opção e confira o vento em relação ao limite do seu drone na altura em que você vai voar.
- Borrão de movimento: com a mesma velocidade do obturador, o drone anda mais durante a exposição quando voa mais rápido; mantenha o deslocamento durante uma exposição bem abaixo de um GSD.
- Luz: a luz uniforme de um dia nublado dá os mapas mais homogêneos; o sol baixo deixa sombras longas que mudam de uma linha de voo para outra (veja a calculadora de hora dourada para evitar esse horário).
Fontes
- Especificações do DJI Mini 4 Pro (24 mm de formato equivalente, tamanho máximo de imagem 8064×6048): dji.com
- Pix4D, sobreposição de imagens recomendada para mapeamento nadiral: support.pix4d.com
Perguntas frequentes
Qual é um bom GSD para mapeamento com drone?
Depende do que você precisa enxergar. Alguns centímetros por pixel é o comum em levantamentos de obras e cálculo de volumes; detalhes mais finos, como trincas, pedem um GSD abaixo de 1 cm/px, o que significa voar mais baixo ou usar uma lente mais longa.
Como conseguir um GSD menor?
Voe mais baixo, use uma distância focal equivalente maior ou fotografe com mais pixels (48 MP em vez de 12 MP). Voando na metade da altura, o GSD cai pela metade.
Quanta sobreposição é preciso para fotogrametria?
Numa grade de mapeamento comum, pelo menos 75 % de sobreposição frontal e 60 % de lateral, como recomenda a Pix4D; 80 % ou mais em campos planos e 85 % sobre florestas.