Levantamento de Introdução N dados de aeródromos

Introdução

N o âmbito do projecto para elaboraçãodo Manual VFR (Visual Flight Rules), res-ponsabilidade do Instituto Nacional de

Aviação Civil (INAC), o Instituto Geográfico doExército (IGeoE), através da sua Secção de Topo-grafia e Geodesia, foi encarregue de efectuar aaquisição de dados topográficos de instalaçõesaero-portuárias, aérodromos, heliportos e rádio-

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>>Boletim do IGeoE N.º 72 Novembro 2010

>Rui Dias Major Art

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>Gonçalo Maia Alferes RC

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Levantamento dedados de

aeródromos,heliportos e rádio

ajudas nacionais

Levantamento dedados de

aeródromos,heliportos e rádio

ajudas nacionais

Figura 1 – Aeródromoa / heliportos a levantar

boletim 2009_boletim 10-11-2009 15:43 Page 24

ajudas e respectivos obstáculos circundantes emtodo o território nacional.

Este trabalho foi desenvolvido ao longo de vá-rias fases tendo os trabalhos de campo decorridodurante o primeiro semestre de 2009, tendo sidolevantados dados de 26 aeródromos, 36 helipor-tos e três rádio-ajudas nacionais.

A primeira fase do trabalho envolvia o planea-mento em gabinete do trabalho a executar. A se-gunda fase envolvia a execução do trabalho decampo e a terceira fase os trabalhos finais nova-mente em gabinete.

Especificações técnicas

Durante a fase de trabalhos de campo foramcoordenados vários pontos notáveis nos aeró-dromos e heliportos, designadamente o Ponto deReferências (ARP) de Aeródromo/Heliporto, oCentro da Pista e do Heliporto (TLOF), as Soleirasda Pista, caso existissem, e o início e fim da pista.Foram também coordenados vários pontos deforma que se pudessem determinar algumas ca-racterísticas físicas das pista nomeadamente ocomprimento e a largura destas, a distância dasoleira deslocada e os rumos verdadeiros das pis-tas. Foram também coordenados todos os obstá-culos no perímetro do aeródromo e heliporto quepudessem afectar as operações de aterragem edescolagem das aeronaves. Todos os pontosforam coordenados no Datum WGS84.

No heliportos foram consideradas duas zonaspara definição de obstáculos. A zona 1 com umraio de 25m e uma inclinação de 2% a contar daTLOF e a Zona 2 com um raio de 325m e uma in-clinação de 3,33% a contar do limite da zona 1.

Nos aeródromos foram considerados os obstá-culos nas proximidades das áreas de movimentoe nos canais de aproximação às pistas. Relativa-mente à área de movimento a zona de obstácu-los é definida por 90m a partir do eixo da pista e50m a partir do limite de plataformas de cami-nhos de circulação de aeronaves. A definição docanal de aproximação depende da classificação e

do comprimento da pista:– Para pistas Código 1 VFR, com comprimento

inferior a 800m o canal de aproximação temuma extensão de 1600m e uma inclinação de5%;

– Para pistas Código 2 VFR, com comprimentoentre 800m e 1200m, o canal de aproximaçãotem um comprimento de 2500m e uma in-clinação de 4%;

– Para pistas Código 3 VFR e comprimentoentre 1200m e 1800m o canal de aproxima-ção tem uma extensão de 3000m e uma in-clinação de 3,3%.

São considerados obstáculos todos os edifícios,torres, antenas, postes de iluminação e de apoioa linhas de alta tensão e de uma forma geral todoo objecto que possa interferir com as operaçõesdas aeronaves. Nos heliportos o terreno tambémfoi considerado obstáculo até uma distância de25m da TLOF.

Planeamento

A percepção do operador no local sobre a rea-lidade topográfica circundante é sempre limita-da uma vez que todos os obstáculos da primeiralinha se apresentam como barreiras visuais im-pedindo-o de ter uma perspectiva geral, quer emdistância quer na forma do terreno, levando-o a

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Figura 2 – Canais de aproximação


consumir mais tempo na execução e a eventual-mente descurar outros obstáculos existentes, re-flectindo-se à posteriori na qualidade do traba-lho efectuado.

Uma perspectiva vertical (aérea) do local, defácil aquisição, é uma importante ajuda paraquem realiza o trabalho de campo, dando indi-cações quanto à zona a levantar, obstáculos exis-tentes, e qual o limite da zona de obstáculos.

Tendo em conta a especificidade deste traba-lho, surgiu a necessidade de visualização da rea-lidade topográfica da periferia imediata aos heli-portos e aeródromos em trabalho, com precisão,de modo a planear em gabinete todo o trabalho.Para tal, foram criados modelos tridimensionaisdestas áreas, com base em cartografia produzidapelo IGeoE, que serviram de base de planea-mento e que antecederam o deslocamento parase executar o levantamento.

A execução dos modelos tridimensionais do ter-reno foi feita do seguinte modo:

A informação vectorial do IGeoE, em ambien-te CAD tridimensional, que cobre a totalidade doterritório nacional contém, entre outros, os se-guintes temas: – Altimetria;– Rede Viária e Ferroviária;– Linhas de Alta Tensão;– Construções em geral;– Traçado dos próprios aeródromos bem como

a localização dos heliportos.

Esta informação, que prima pelo padrão dequalidade de rigor e exactidão certificados pelasautoridades competentes, serviu de base à execuçãodestes modelos.

Foram também desenhados para o efeito,tanto o cone tridimensional para os heliportoscomo as rampas de aterragem/descolagem de-finidas no caderno de encargos do INAC comoáreas que possam afectar as operações de ater-ragem/descolagem de aeronaves, que indica-riam, por intersecção com os obstáculos res-pectivos, o conjunto dos objectos cujas coor-denadas seria necessário adquirir.

No respectivo software CAD (MicroStation)foram identificados os locais e seleccionada umaárea de interesse, centrada quer no centro do he-liporto quer no prolongamento das pistas de ater-ragem dos aeródromos e que continha a infor-mação com interesse para o trabalho.

Posteriormente, os cones e as rampas foram co-locados sobre os próprios objectos, heliportos(centro – TLOF) e aeródromos (extremos das pis-tas), respectivamente, de modo a colocar o vérti-ce destes objectos coincidente com a cota da in-formação vectorial existente, nos respectivos pon-tos de intersecção.

Este informação, em formato *.dgn, categorizadapor diferentes níveis espessuras e cores foi depoisimportada para um ambiente SIG (Sistema de In-formação Geográfica), no software ArcGis, e tra-tada a partir daí.

De um modo comum, tanto para os heliportoscomo para os aeródromos, a informação base eraretirada de modo a produzir um modelo tridi-mensional do terreno e, a sobre esta integrartodos os outros aspectos topográficos a ter emconta. Para tal, eram seleccionados, por atribu-tos, com uma pequena query em SQL (Structu-red Query Language) aos Layers existentes, demodo a exportar para shapefile, separadamente,a informação pretendida. Ou seja, para a execu-ção do modelo digital do terreno, foram exportadasas curvas de nível e pontos cotados, informaçãoaltimétrica existente e, posteriormente, geradauma TIN (Triangulated Irregular Network) que ma-terializava, sobre esta informação vertical geore-ferenciada, o terreno existente. De modo seme-lhante, os cones e as rampas foram sujeitos aomesmo tratamento para se gerarem as superfíciesrespectivas.

Seguidamente, todos os outros níveis que inte-ressavam, foram exportados na forma de polí-gonos (edificado) bem como poli-linhas (Linhasde alta tensão, rede viária, etc. ) de modo a com-pletarem a informação.

Uma vez criadas estas shapefiles tudo era im-portado para ArcScene e sofria novo tratamento.Eram sujeitas a mudanças de cor e forma, de


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modo a facilitar a visualização e dado volumesobre o edificado de modo a ter percepção dadimensão do mesmo. Uma vez que em ambien-te ArcScene é possível ter a perspectiva tridimen-sional de qualquer ângulo, torna-se fácil observaras intersecções reais dos obstáculos com os conese rampas virtuais inseridos no desenho.

Aquando a existência de ortofotos, usadascomo base na cadeia de produção cartográficado IGeoE, respectivamente georeferenciadas, foitambém possível modelar estas à TIN (superfície)criada, de modo a obter o terreno o mais fiel pos-sível à realidade.

No entanto e porque a realidade topográficaestá em constante mudança e que por esse mo-tivo poderá já não se encontrar exactamentecoincidente com o modelo construído, é res-ponsabilidade do operador, no local, e através deuma comparação recorrendo ao modelo, verificaras mudanças existentes e detalhar todo o trabalho.

Execução trabalho de campo

A forma de executar o trabalho dependia dascondições que eram encontradas no terreno e dotipo de instalação sendo que esta última condi-ção era a que mais pesava. Assim, se o trabalho selocalizava num heliporto eram primeiros adquiri-dos os dados que podiam ser adquiridos com re-curso ao equipamento GNSS com correcções aserem recebidas do Sistema de Estações de Re-ferência Virtuais do IGeoE (SERVIR), a própria pla-taforma e área circundante. De seguida a SmartS-tation era estacionada na TLOF e, depois de de-vidamente estacionada e orientada, eramadquiridos os pontos com interesse recorrendo aum giro do horizonte (este normalmente era bas-tante reduzido dado o elevado números de obs-táculos existentes como edifícios, antenas, postese outros semelhantes). Aliás, este tipo de infra-es-truturas foi sem dúvida a mais difícil de trabalhar


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Figura 3 – Modelação 3D de heliporto

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devido à respectiva localização, a maioria dentrode aglomerados urbanos, com pouca visibilida-de e muitos constrangimentos à utilização da tec-nologia GNSS e da própria topografia clássica pro-vocada pelas curtas linhas de mirada, dificulda-des em montar os aparelhos e circular com aviatura. Uma vez terminado o giro era necessá-rio estacionar e orientar a estação de forma apoder continuar com o trabalho, até que fossemcoordenados todos os pontos necessários à exe-cução do trabalho.

Se o trabalho se localizava num aeródromo ini-cialmente eram adquiridos os dados da pista, aolongo de toda a extensão desta, e posteriormen-te dos obstáculos existentes.

Quer num caso quer noutro foi desenvolvidauma pequena folha de cálculo que calculava qualo ângulo zenital que delimitava a superfície deli-mitadora de obstáculos de forma a que se pu-desse introduzir este valor na estação total como objectivo de confirmar a análise efectuada emgabinete e confirmar quais os obstáculos existen-tes. Para o caso dos obstáculos no enfiamento das

pistas mas afastados destas era necessário recor-rer ao planeamento efectuado em gabinete e ve-rificar no local quais seriam necessário adquirir.Simultaneamente para todos os obstáculos eranecessário obter uma fotografia uma vez que faziaparte do caderno de encargos.

Ainda antes de regressar ao IGeoE era efectua-da uma importação expedita dos dados para am-biente Microstation (MS) de forma a poder ava-liar se todos os dados haviam sido adquiridos cor-rectamente e garantir que não seria necessáriovoltar ao campo.

Processamento dos dados

Uma vez terminado o trabalho de campo as ta-refas continuavam mas desta vez em gabinete.

Os dados eram importados do controlador decampo para o software Leica GeoOffice. Nesteeram efectuadas as primeiras verificações de coe-rência da informação nomeadamente ao níveldas orientações da SmartStation e das respectivasalturas bem como a do prisma reflector. Uma vezterminadas estas verificações os dados eram ex-portados para um ficheiro do tipo *.csv, em tudosemelhante a uma folha de cálculo do MicrosoftExcel, e a partir daqui para o MicroStation emcoordenadas WGS militares. Neste ambienteeram definidos os obstáculos área e linha e eli-minados os duplicados, enquanto no ficheiroExcel os pontos duplicados eram eliminados e eraassociada a respectiva fotografia a cada obstácu-lo. Terminada esta tarefa os dados eram exporta-dos para uma base de dados Access.

O processamento terminava com a conversãodo ficheiro dgn de trabalho, com recurso aoMGE, para as unidades pretendidas pelo INAC,graus decimais e graus sexagesimais.

Trabalhos finais

Como resultado final do trabalho de cada aeró-dromo/heliporto/rádio ajuda foi entregue um re-


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Figura 4 – SmartStation estacionada na TLOF


latório com indicação do detalhe dos levanta-mentos e metodologias adoptadas, fotografias doslevantamentos efectuados, dois ficheiros vecto-riais (dgn) com toda a informação, com coorde-nadas geográficas WGS84 sexagésimais e outrocom coordenadas geográficas WGS84 decimaise também uma base de dados Microsoft Accesscom a identificação e localização de todos ospontos e localizações estabelecidas em coorde-nadas geográficas WGS84 sexagésimais.

Conclusão

A execução deste trabalho permitiu ao IGeoE e

à Secção de Topografia adquirir know-how nestaárea, sistematizar procedimentos de estaciona-mento e orientação da SmartStation, conhecer ca-pacidades e limitações do equipamento utilizadoe também a exploração das potencialidades da in-formação a 3D da Secção de Fotogrametria desteInstituto. Foram também melhorados processos naSecção de Topografia e Geo desia passando a serobservados para todos os trabalhos apenas Vérti-ces Geodésicos de 1ª e 2ª Ordem, onde são co-nhecidas as altitudes elipsoidais (observadas peloIGP), garantindo deste modo a verificação da pre-cisão dos aparelhos para cada trabalho e ter duasfontes independentes para determinação da on-dulação do geóide na região de trabalho.


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Figura 5 – Fluxograma do processamento dos dados


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