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Como calcular o volume de solo ou cascalho para consultar a cotação do contratante
Em projetos de construção e terraplenagem, uma das perguntas mais comuns é: quanta terra ou cascalho realmente foi movida? Os empreiteiros costumam fornecer estimativas de volume em seus orçamentos, mas, como proprietário do projeto, é importante verificar esses números com medições precisas.
Neste tutorial, mostraremos passo a passo como calcular o volume real de solo ou cascalho usando ferramentas modernas de topografia: um drone não RTK, um kit RTK para medir Pontos de Controle de Solo (GCPs) precisos e software gratuito para criar um modelo 3D georreferenciado e calcular a diferença de volume entre dois levantamentos (antes e depois das terraplenagens).
Seguindo este processo, você poderá verificar o orçamento do seu contratante de forma independente, garantir transparência e tomar decisões baseadas em dados. Mesmo que você seja iniciante em fotogrametria ou topografia RTK, as etapas são práticas e fáceis de replicar.
Nota: Este tutorial não aborda como colocar GCPs no solo, medir suas coordenadas precisas com o RTK Calibrated Surveyor Kit, ou capturar imagens de drones. Esses passos já estão explicados em nosso tutorial Como criar mapas de fotogrametria 3D precisos usando GCPs e um drone não RTK (etapas 1 a 40). Conclua essas etapas primeiro para obter dois conjuntos de dados de imagens (antes e depois das obras de terraplenagem).
Hardware necessário:
- um laptop ou computador
Software necessário:
- varredura da realidade (construir modelos 3D georreferenciados)
- CloudCompare (calcular a diferença de volume)
Como medir mudanças no volume de solo e cascalho durante terraplenagens
Prepare seus dados de imagem
- Após concluir seu primeiro levantamento (antes dos trabalhos) e retornar ao escritório, baixe as fotos do cartão SD do seu drone para o seu computador. Crie uma pasta principal para o projeto no seu disco rígido e adicione uma subpasta chamada foto. Copie todas as imagens do drone para esta pasta e certifique-se de que elas sejam salvas no formato JPG.
- Crie outra subpasta e salve as coordenadas dos Pontos de Controle de Solo (medidas com o RTK Calibrated Surveyor Kit) nele. Inclua pelo menos: Nome, X, Y, Z.
Construir modelo 3D no RealityScan
- Abra o RealityCapture. Clique Fluxo de trabalho->Pasta.
- Navegue até sua pasta com imagens e pressione Escolher pasta. Aguarde até que as imagens apareçam na visualização 1Ds e na visualização 2D.
- Imprensa + para ver as fotos listadas.
- Clique Alinhamento->Alinhar imagens.
- Aguarde a conclusão do alinhamento. Ao final, você verá uma nuvem de pontos esparsa na visualização 3D.
- Clique Fluxo de trabalho->Controle de solo.
- Selecione seu arquivo GCP TXT e clique em Abra.
- Verifique as configurações de importação (selecione o tipo de separador, GCP Sistema de coordenadas (CRS) que corresponde à sua pesquisa, confirme se o CRS horizontal (por exemplo, EPSG:XXXX) está correto, etc.) e pressione OK.
- Clique + para ver os pontos de controle importados.
- Clique no primeiro GCP em 1Ds janela e mudar para 2D.
- Clique em 1st GCP e mudar para 2D.
- Clique em uma miniatura de imagem onde o GCP esteja visível. Amplie o alvo (roda do mouse).
- Arraste o ponto de controle e solte-o no centro do alvo do GCP para adicionar uma marca.
- Você verá a lista de imagens que inclui este GCP em 1Ds janela.
- Mude para outra imagem onde o mesmo GCP esteja visível. Ajuste uma marca no centro do alvo do GCP em cada imagem.
- Após concluir um ponto de controle, você o verá em uma vista 1D. Certifique-se de que cada GCP tenha pelo menos 3 marcas em imagens diferentes.
- Passe para o próximo GCP na lista. Repita os passos de marcação 12 a 17 para cada GCP restante.
- Quando terminar, você verá todos os pontos marcados no 1Ds janela.
- Clique Alinhamento -> Atualizar.
- Clique Alinhamento -> Alinhar imagens.
- Vou ao Exibir->Redefinir exibição.
- Clique Alinhamento->Atualizar.
- Clique Alinhamento->Alinhar imagens. Aguarde a conclusão do ajuste do pacote.
- Confirme se o modelo agora está georreferenciado. Confirme se os resíduos diminuíram para valores aceitáveis (por exemplo, < 2 cm).
- Clique Modelo de malha->Detalhe normal para gerar a malha. (Opcional: selecione Alto detalhe (se você precisar de resolução máxima.)
- Aguarde a conclusão da reconstrução com Detalhes Normais. No nosso caso, levou cerca de 12 minutos. Se você selecionou Detalhes Altos na etapa anterior, o processo levará mais tempo.
- Na visualização 3D, você verá o modelo 3D com detalhes normais. Gire a caixa, se necessário.
- Para calcular uma cor para cada vértice do triângulo, clique Modelo de malha->Colorir.
- Aguarde até que a coloração seja concluída. No nosso caso, levou 2 minutos. Você verá uma versão colorida do seu modelo 3D.
- Para calcular a textura do modelo, clique Modelo de malha->Textura.
- Clique Fluxo de trabalho->Projeção ortogonal para criar uma projeção ortográfica e um modelo digital de superfície do terreno.
- Nas configurações da ferramenta de projeção ortogonal, escolha Mosaico de imagens (aéreas) on Método de renderização. Escolher On in Gerar DTM.
- Clique Fluxo de trabalho->Projeção ortogonal. A projeção Ortho aparecerá na vista 1Ds.
- Selecione a visualização do mapa para ver seu modelo sobreposto no mapa.
- Para exportar o modelo clique Fluxo de trabalho-> Exportar.
- Escolha Nuvem de pontos LAS formato. Defina um nome de arquivo na pasta do seu projeto e clique Salve.
- Verifique as configurações de exportação e pressione OK.
- Aguarde a conclusão da exportação.
- Clique Fluxo de trabalho-> Exportar. Escolha a cor Projeção ortográfica formato.
- Defina um nome de arquivo na pasta do seu projeto e clique Economize.
- Verifique a configuração de exportação e pressione Ok.
- Aguarde a conclusão da exportação da projeção ortográfica. Neste ponto, seu modelo inicial estará preparado e pronto para análises posteriores.
- Em seguida, aguarde até que o empreiteiro adicione ou remova o cascalho e você possa realizar o segundo levantamento com drone. Repita os passos 1 a 43. Após a conclusão, você terá o segundo modelo pronto para comparação.
Crie polilinhas e segmentos para definir a área de interesse
A polilinha define o limite da área onde você deseja calcular o volume.
- Abra o CloudCompare.
- Clique Abra e carregue o modelo LAS que facilita a identificação dos limites da sua área de interesse (geralmente o modelo que contém o volume).
- Na caixa de diálogo, pressione Aplicar tudo.
- Se for perguntado sobre a Mudança Global, pressione Sim para tudo.
- Aguarde até que o carregamento termine — o modelo 3D aparecerá.
- Amplie o modelo e clique no Editor de polilinhas ícone.
- Clique com o botão esquerdo na janela de visualização para posicionar o primeiro vértice. Continue clicando com o botão esquerdo para delinear seu limite. Clique com o botão direito para finalizar o esboço.
- Clique na Segmento ferramenta (ícone de tesoura).
- Escolha Usar polilinha existente.
- Selecione sua polilinha e pressione OK.
- Clique Mantenha os pontos dentro (ícone de polígono). A área segmentada aparecerá.
- Clique Confirmar segmentação.
- Imprensa Excluir pontos segmentados.
- Abra o segundo modelo seguindo os passos #46-#49.
- Crie um segmento para o segundo modelo seguindo os passos #52-#57.
- Clique na sua polilinha em Árvore de banco de dados janela. Clique Arquivo->Salvar. Selecione DXF na lista de formatos, digite o nome do arquivo (por exemplo, Polilinha.dxf) e clique em Salve.
- Quando terminar, você terá dois segmentos pesquisados prontos para cálculo de volume.
Cálculo de volume
- Ctrl+clique para selecionar ambos os modelos segmentados no Árvore de banco de dados.
- Acesse Ferramentas->Volume->Calcular volume 2.5D.
- Na caixa de diálogo, defina Direção vertical = Z, defina Etapa da grade, selecione Solo (referência) = Antes e Teto (comparado) = Depois e clique em Atualizar para visualizar.
- A caixa de diálogo exibirá Volume adicionado, Volume removido e Volume líquido. Você pode usar esses dados para verificar a cotação do contratante.
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