Análise da superelevação em curvas horizontais de rodovias por meio do uso integrado de produtos de fotogrametria

Abstract

Os avanços tecnológicos na área da aerofotogrametria com Veículos Aéreos Remotamente Pilotados – VARP – possibilitaram a obtenção de produtos fotogramétricos com alto nível de acurácia de maneira ágil e menos onerosa, trazendo, assim, vantagens que podem ser aproveitadas pelos engenheiros civis da área de infraestrutura rodoviária. No Brasil, o uso de aerofotogrametria com VARP para aplicação em projeto geométrico de rodovia é pouco implementado, no entanto, no aspecto global a técnica é consolidada a bastante tempo. Diante disso, este trabalho visa apresentar uma metodologia que permite realizar análise de inconsistência em parâmetros geométricos de trechos concordados por curvas horizontais (raio e superelevação), a partir de produtos fotogramétricos obtidos por VARP. O método proposto consiste, resumidamente, em gerar um mapeamento com VARP para um trecho de rodovia concordado por curva horizontal, extrair o raio da curva a partir da nuvem de pontos e a superelevação a partir das informações do Modelo Digital de Superfície, e, posteriormente, realizar um estudo comparativo entre as informações extraídas dos produtos fotogramétricos com as técnicas clássicas de topografia atual. Para a análise dos resultados, utilizaram-se as especificações técnicas para o uso de mapeamento aéreo em projetos rodoviários no Brasil e em outros países. Os resultados demonstram o alto potencial que os produtos de aerofotogrametria obtidos por VARP possuem na determinação de parâmetros de curva horizontal como a superelevação e raio de curvatura, para fim de análises de inconsistência geométrica. A partir do método proposto, a acurácia dos produtos fotogramétricos corresponde à classe A do Padrão de Exatidão Cartográfica dos Produtos Cartográficos (PEC) para a escala de 1:500. Além disso, o estudo comparativo entre método de determinação da superelevação por meio MDS e das técnicas clássicas de topografia, apresentou um RMSE (Root Mean Square Error) < 1%. Por fim, ao comparar o raio atual da via com o raio mínimo estabelecido pela norma do Departamento de Estrada de Rodagem de São Paulo, esse ficou abaixo cerca de 138,21 metros. Dessa forma, ao comparar o método proposto com as normas e literaturas atuais, verificou-se que o mesmo apresenta resultados promissores.

Technological advances in the area of aerial photogrammetry with Remotely Piloted Air Vehicles - VARP made it possible to obtain photogrammetric products with a high level of accuracy in an agile and less costly manner; thus bringing advantages that can be used by civil engineers in the area of road infrastructure. In Brazil, the use of aerial photogrammetry with VARP for application in highway geometric design is little implemented, however, in the global aspect, the technique has been consolidated for a long time. Given this, this work aims to present a methodology that allows performing inconsistency analysis in geometric parameters of sections agreed by horizontal curves (radius and superelevation), from photogrammetric products obtained by VARP. The proposed method consists, in summary, in generating a mapping with VARP for a stretch of road agreed by a horizontal curve, extracting the radius of the curve from the point cloud and the superelevation from the DSM (Digital Surface Model) information, and later, carrying out a study comparison between the information extracted from the photogrammetric products with the classic techniques of current topography. For the analysis of the results, the technical specifications for the use of aerial mapping in road projects in Brazil and other countries were used. The results demonstrate the high potential that the aerial photogrammetry products obtained by VARP have in the determination of horizontal curve parameters such as superelevation and radius of curvature, for geometric inconsistency analyses. From the proposed method, the accuracy of the photogrammetric products corresponds to class A of the Cartographic Accuracy Standard for Cartographic Products (PEC) for the scale of 1:500. In addition, the comparative study between the superelevation determination method using MDS and classical topography techniques, showed an RMSE (Root Mean Square Error) < 1%. Finally, when comparing the current radius of the road with the minimum radius established by the DER/SP standard, this was below about 138,21 meters. Thus, when comparing the proposed method with current norms and literature, it was found that it presents promising results.