BR102018001027A2 - Método e sistema para elaboração de base de dados cartográfica global multi-camada - Google Patents

Abstract

método e sistema para elaboração de base de dados cartográfica global multi-camada possibilitando a elaboração de mapas e, mais particularmente, à elaboração de mapas contendo informações topográficas, altimétricas, de vegetação, da natureza do solo e de subsidência, mediante um processo colaborativo de uso de sistemas de sensoriamento remoto transportados por drones (dbss), onde as informações coletadas durante levantamentos individuais são incorporadas a uma base cartográfica global multi-camadas cujas informações são disponibilizadas a públicos amador e profissional. o sistema compreende, além da base cartográfica global multi-camadas (bcgmc), um banco de aplicativos, uma infra-estrutura de produção, um sistema de intermediação de serviços e uma base operadores credenciados.

Description

[001] Refere-se a presente invenção à elaboração de mapas e, mais particularmente, à elaboração de mapas contendo informações topográficas, altimétricas, de vegetação, da natureza do solo e de subsidência.

Resumo do estado da técnica [002] A atual disponibilidade de plataformas de pequeno porte VANT veículos aéreos não tripulados - popularmente conhecidos como “drones”, com capacidade de transportar equipamentos de radar, fotografia e outros, veio trazer alternativas aos processos tradicionais da coleta de dados topográficos e geográficos, por um custo vantajosamente inferior àquele dos referidos processos.

[003] O documento de patente US2016306355 (A1) intitulado Autonomous Drone Service System descreve um serviço destinado a usuários não possuidores de drones, os quais podem solicitar um ou mais serviços tais como entrega de pacotes, filmagem de vídeo, monitoramento de culturas, patrulhamento de vias e rodovias, etc. O serviço utiliza uma base de dados em que estão registrados drones disponíveis e suas características tais como tipo de câmera de imagem (standard ou alta definição), tipo de câmera de vídeo, função de streaming de dados, carga máxima transportada, velocidade e altitude máximas, autonomia, etc., permitindo selecionar o aparelho capaz de atender às exigências do serviço solicitado.

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 20/31 /11 [004] O sistema descrito nesse documento, não inclui a possibilidade de elaboração de cartas topográficas ou mapas, limitando-se a fornecer imagens ou vídeos de áreas selecionadas, possuindo, portanto, utilidade limitada.

[005] Ademais, as informações obtidas pelo sistema conhecido acima descrito se limitam aos aspectos visuais, resultantes da captação de imagens, e não fornecem dados quanto à natureza das áreas monitoradas. Por exemplo, no caso de levantamento de uma área de floresta, obtém-se apenas uma imagem da copa do dossel, sem dados adicionais relativos à altura da cobertura vegetal, nem quanto à natureza do terreno.

[006] É ainda relevante observar que tais levantamentos fornecem informações cartográficas isoladas, em formato que dificulta sua integração em mapas regionais ou globais, de modo a torná-las mais detalhadas.

[007] As bases cartográficas globais existentes, tais como Google Earth e NASA, publicadas nas escalas entre 1:100.000 e 1:5.000.000 fornecem informações diferenciadas aos públicos profissional e amador. Tais bases utilizam dados captados por satélites equipados com câmeras e radares, e não apresentam precisão e resolução adequadas para escalas melhores que 1:100.000. Além disso, se limitam a mostrar o topo da vegetação nas zonas cobertas por vegetação ou o solo em zonas desprovidas de vegetação.

[008] Uma vez que não há base cartográfica global que cubra as escalas entre 1:500 e 1:50.000, os interessados em obter dados cartográficos mais detalhados nessas escalas necessitam recorrer a serviços especializados e de custo elevado, tais como exemplificado no supracitado documento de patente.

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Objetivos da invenção [009] Em vista do exposto, constitui um objetivo da presente invenção um método que possibilite a criação de uma base cartográfica global cobrindo as escalas entre 1:500 e 1:50.000.

[0010] Constitui outro objetivo um método de baixo custo que possa ser implementado por pessoas não especializadas.

[0011] Constitui outro objetivo a criação de uma base cartográfica global que forneça, além das informações topográficas e altimétricas, dados relativos como a altura da vegetação, a natureza do solo e da sua camada superficial e a subsidência do terreno.

Descrição resumida da invenção [0012] Os objetivos citados, bem como outros, são atingidos pela invenção mediante um processo colaborativo de uso de sistemas de sensoriamento remoto transportados por drones (DBSS), onde as informações coletadas durante levantamentos individuais são incorporadas a uma base cartográfica global multi-camadas cujas informações são disponibilizadas a públicos amador e profissional.

[0013] De acordo com outra característica da invenção, é provido um banco de aplicativos que é continuamente atualizado por vários desenvolvedores ou fornecedores. Ditos aplicativos enriquecem e ampliam o espectro de utilizações dos DBSS.

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 22/31 /11 [0014] De acordo com outra característica da invenção dita atualização é cumulativa e não suprime os dados anteriormente cadastrados, permitindo a comparação das mudanças ocorridas ao longo do tempo na área de interesse.

[0015] De acordo com outra característica da invenção, é provido um serviço de intermediação facilitando o acesso do público aos operadores/gerenciadores dos DBSS e seus respectivos aplicativos. Esse serviço gera uma base de dados de DBSS disponíveis onde são cadastrados os sistemas DBSS bem como os operadores credenciados.

[0016] De acordo com outra característica da invenção, o credenciamento de cada operador compreende uma avaliação da respectiva competência com base na qualidade de eventuais trabalhos previamente realizados.

[0017] De acordo com outra característica da invenção, o credenciamento de cada operador que não tenha realizado trabalho prévio compreende o repasse de um trabalho e verificação do atendimento das especificações de qualidade.

[0018] De acordo com outra característica da invenção, dita base de dados de facilidades compreende, além dos operadores credenciados e dos DBSS e respectivos aplicativos, informações sobre os recursos de HW e SW instalados nos mesmos, compreendendo os meios de sensoriamento remoto, de navegação e de comunicações.

[0019] De acordo com outra característica da invenção, os dados coletados durante o vôo são processados, disponibilizados ao operador e armazenados para posterior transferência em bloco para dita base cartográfica global multi

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 23/31 /11 camadas centralizada.

[0020] De acordo com outra característica da invenção, o sistema compreende um operador dotado de meios de processamento e de comunicação com uma biblioteca de aplicativos, com a base de facilidades e com a base cartográfica global multi-camadas.

Descrição das figuras [0021] As demais características e vantagens da invenção serão melhor entendidas mediante a descrição de uma concretização exemplificativa e não limitativa e das figuras que a ela se referem, nas quais:

[0022] A figura 1 ilustra um corte do terreno com as diversas camadas que podem ser determinadas por meio da invenção.

[0023] A figura 2 é uma representação genérica do sistema da invenção.

[0024] A figura 3 é uma segunda representação do sistema e dos fluxos de informação entre seus elementos.

[0025] A figura 4 é um diagrama da criação dos bancos de dados utilizados na invenção.

[0026] A Figura 5 é um fluxograma que ilustra o encaminhamento dos dados captados pelo DBSS ao banco de dados.

[0027] A figura 6 ilustra o serviço de consulta à base cartográfica global multi

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 24/31 /11 camada.

[0028] A figura 7 ilustra a inclusão de novos aplicativos na base de APP’s.

[0029] A figura 8 ilustra a compra de um APP e sua transferência para um cliente.

[0030] A figura 9 ilustra o cadastramento de operadores no banco de credenciados.

[0031] A figura 10 ilustra a busca de operadores do serviço de levantamento por DBSS, permitindo selecionar o mais adequado.

Descrição detalhada da invenção [0032] Fazendo remissão à Fig. 1, as características relevantes dos terrenos compreendem além dos dados de superfície, outros aspectos fundamentais para determinadas aplicações. Nessa figura observa-se as seguintes camadas:

- a camada A é a imagem visual da superfície, tal como aquela captada por câmeras a bordo de satélites;

- a camada B mostra a altura da cobertura vegetal;

- a camada C mostra a imagem e altura do solo com ou sem vegetação;

- a camada D é uma tomografia da camada superficial do solo;

- a camada E mostra a subsidência do solo;

- a camada T, se refere às datas dos levantamentos executados pelo DBSS.

[0033] As informações obtidas mediante cada levantamento são armazenadas

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 25/31 /11 na base cartográfica global multi-camada e podem ser recuperadas pelo interessado, permitindo verificar a evolução das características da área de interesse.

[0034] O conceito em que se baseia a invenção é o de um grande número de DBSS equipados com meios de sensoriamento remoto, operando de forma colaborativa, que encaminham os dados obtidos em levantamentos cartográficos a um banco de dados centralizado, os quais são processados por ferramentas computacionais para gerar uma base cartográfica global. Dita base é dinamicamente atualizada em função do recebimento de novas informações.

[0035] O equipamento utilizado, designado como DBSS (sistema de sensoriamento remoto transportados por drone) compreende um drone com capacidade de transportar um radar e câmera multi-bandas, bem como meios de processamento em tempo real das informações captadas e destina-se a voar a baixa altura, tal como 120m acima do solo, de modo a poder ser operado por usuários não-técnicos e sem habilitação específica.

[0036] Segundo mostrado na Fig. 3, o sistema é estruturado de acordo com dois blocos, o bloco do fornecedor/integrador (FPS) e o bloco dos clientes (CCL). O bloco do fornecedor/integrador é responsável pelos recursos necessários à produção, comercialização e utilização do banco de dados e base cartográfica global multi-camadas e compreende:

[0037] Gestor de aplicativos 11 incluindo um ativo que é o banco de aplicativos próprios ou intermediador de aplicativos (APP) desenvolvidos por clientes. APP são programas que viabilizam o uso dos drones para diversas aplicações, como por exemplo: agricultura, mineração, reflorestamento, meio

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 26/31 /11 ambiente. Eles podem ser desenvolvidos pelo fornecedor/integrador, por um ou mais desenvolvedores de aplicativos 14 ou por um cliente e disponibilizados aos demais interessados mediante cessão onerosa ou gratuita;

[0038] Gestor de DBSS 18 compreendendo engenharia e infraestrutura de produção dos DBSS como ativo, onde está também estocada a informação técnica dos DBSS, e a produção de DBSS;

[0039] Intermediação de serviços 22 compreendendo um ativo que é a base de credenciados, permitindo a localização e contratação de prestadores de serviços que utilizam os DBSS. O credenciamento é feito de acordo com o fluxograma da Fig. 9 pelo FPS, executado por um sistema informatizado conectado à internet, através dos ativos do operador: características do DBSS, os APP, os treinamentos prestados e as avaliações obtidas. Entre outras tarefas, atendem às solicitações de levantamentos feitas pelo público profissional 25;

[0040] Gestão da informação cartográfica 28 compreendendo um ativo que consiste na base cartográfica global multicamada (BCGMC) onde ficam armazenadas as informações obtidas através dos DBSS. Estão disponíveis duas modalidades de acesso do público às informações da BCGMC:

(1) a primeira, a Informação Cartográfica Local Completa (ICLC), somente é acessível via internet em caráter oneroso, fornecendo as informações das camadas A até E e T, podendo ser importada por qualquer Sistema de Informação Geográfica, SIG;

(2) a segunda, de Informação Cartográfica Global Incompleta (ICGI), é disponível gratuitamente na internet, sendo que o público, amador

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 27/31 /11 ou profissional,_tem acesso apenas à visualização das informações, mas não tem como obter os vetores, atributos ou outras informações estruturadas.

[0041] O bloco dos clientes (CCL) compreende os seguintes:

[0042] Desenvolvedores de aplicativos 14 desenvolvem aplicativos para ampliar as funcionalidades e recursos dos DBSS. Quando atendem a solicitação do gestor de aplicativos 11, a interação com o sistema encontra-se esquematizada no fluxograma da Fig. 7. No caso do aplicativo ter sido desenvolvido independentemente de tal solicitação, o fornecimento ao sistema se processa como indicado na Fig. 8. O fornecimento dos APP poderá ser oneroso ou gratuito;

[0043] Operador do DBSS 15, pode utilizar seu próprio DBSS ou prestar serviços como usuário de DBSS fornecido por terceiros. Cada vez que um DBSS é utilizado, os dados adquiridos são processados e automaticamente enviados ao BCGMC 28 garantindo destarte a estratégia colaborativa da criação da base cartográfica;

[0044] Público profissional 25 é aquele que necessita informação cartográfica completa e paga para obter tal informação;

[0045] Público amador 23 é aquele que tem acesso parcial à informação cartográfica para utilização de forma consultiva.

[0046] Ainda fazendo referência à Fig. 3, as interações entre os componentes do sistema se processam como descrito a seguir:

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 28/31 /11 [0047] A comunicação 12 corresponde à solicitação de desenvolvimento de um APP pelo desenvolvedor 14 de acordo com especificações fornecidas pela gestão dos aplicativos;

[0048] O fluxo 13 corresponde ao fornecimento do APP produzido pelo desenvolvedor para a gestão de aplicativos 11. Segundo esquematizado no fluxograma da Fig. 7 esse aplicativo é então submetido a um controle de qualidade, a fim de verificar se cumpre os requisitos operacionais; caso isso não ocorra, o gestor encaminha ao desenvolvedor um relatório apontando quais os melhoramentos necessários;

[0049] O fluxo 16 indica a solicitação feita por um operador 15 de um APP existente no banco 11, sendo o fornecimento deste feito conforme indicado por

17.

[0050] A seqüência de passos envolvidos num levantamento se inicia com uma solicitação 26 de levantamento de dados cartográficos enviada à intermediação de serviços 22;

[0051] Por sua vez, a intermediação de serviços 22 verifica a disponibilidade, fluxo 24, de um ou mais operadores qualificados na região de interesse;

[0052] Por sua vez o operador 15 retorna a informação obtida mediante o levantamento do DBSS, fluxo 23, à intermediação de serviços 22 que, por sua vez, envia essa informação (ICLC) ao solicitante, fluxo 27, o qual também é cobrado pelo serviço. Parte dessa remuneração é repassada ao operador 15;

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 29/31 /11 [0053] Simultaneamente, a gestão da informação cartográfica 28 é alimentada com os mesmos dados (ICLC), fluxo 31, que são incorporados à base cartográfica global multi-camadas (BCGMC);

[0054] Por sua vez, o operador é remunerado, fluxo 32, pela sua atividade;

[0055] O público amador 33 também pode solicitar 35 acesso à informação da BCGMC, recebendo a informação ICLC onerosa ou ICGI gratuita, conforme fluxo 34.

Claims (9)

1. MÉTODO PARA ELABORAÇÃO DE BASE DE DADOS

CARTOGRÁFICA GLOBAL MULTI-CAMADA permitindo a elaboração de mapas contendo uma ou mais dentre as informações do grupo constituído por informações topográficas, altimétricas, de vegetação, da natureza do solo e de subsidência caracterizado pelo fato de compreender o uso colaborativo de sistemas de sensoriamento remoto transportados por drones (DBSS), onde as informações coletadas durante levantamentos individuais são incorporadas a uma base cartográfica global multi-camadas (BCGMC) dinâmicamente atualizada.

2. MÉTODO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender a disponibilização de ditas informações a públicos amador e profissional.

3. MÉTODO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos levantamentos compreenderem o envio de uma solicitação a um serviço de intermediação de solicitações de levantamento (22), a seleção de recursos para efetuar ditas solicitações e o encaminhamento dos dados obtidos em ditos levantamentos a uma base cartográfica global multi-camadas (BCGMC).

4. MÉTODO de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de ditos recursos compreenderem sistemas de sensoriamento remoto transportados por drones (DBSS) e operadores cadastrados.

5. MÉTODO de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do cadastramento de ditos operadores compreender uma avaliação técnica compreendendo o conhecimento dos DBSS, dos APP’s e seu desempenho em trabalhos realizados.

6. SISTEMA PARA ELABORAÇÃO DE BASE DE DADOS

Petição 870180004543, de 18/01/2018, pág. 18/31

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CARTOGRÁFICA GLOBAL MULTI-CAMADA caracterizado pelo fato de compreender uma base cartográfica global multi-camadas (BCGMC) na qual estão armazenados dados provenientes de levantamentos efetuados por sistemas de sensoriamento remoto transportados por drones (DBSS).

7. SISTEMA de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender adicionalmente um banco de aplicativos continuamente atualizado.

8. SISTEMA de acordo com uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de compreender uma base de dados de operadores credenciados.

9. SISTEMA de acordo com uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de compreender uma infra-estrutura de produção de sistemas de sensoriamento remoto transportados por drones (DBSS).