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Monitoramento de uma erupção vulcânica com PIX4Dcloud

Em setembro de 2021, um vulcão entrou em erupção nas Ilhas Canárias. Funcionários do governo usaram drones e fotogrametria para responder.

A área vulcânica de Cumbre Vieja está localizada na ilha de La Palma, uma das mais pequenas ilhas das Canárias. Sua erupção em 2021 foi a primeira em 50 anos, quando o último evento foi em 1971. Desde então, o vulcão ocasionalmente provocou uma leve atividade tectônica, como tremores, mas não entrou em erupção.

O Instituto Geográfico Nacional da Espanha (IGN) é responsável pelo monitoramento de vulcões em toda a Espanha e seus territórios. Eles mapeiam, medem e analisam cuidadosamente os vulcões para detectar deslocamentos. O Instituto está sediado em Madrid com um grupo de monitoramento de vulcões e outro escritório importante em Tenerife. Eles têm vários métodos para monitorar vulcões que incluem a medição da atividade sísmica, imagens INSAR, GNSS, geoquímica e geologia.

Prevendo a erupção da Cumbre Vieja com fotogrametria

Antes da erupção, uma equipe de vulcanólogos e especialistas da IGN viajou para La Palma, chegando no dia 14 de setembro - uma semana antes da erupção. Eles chegaram à ilha e, após 3 dias, começaram a se preparar para uma erupção iminente.

Prever erupções vulcânicas é incrivelmente difícil. Não há duas erupções iguais e, para vulcões com longos períodos de dormência, é necessário um monitoramento cuidadoso para detectar quaisquer sinais de mudança no estado do vulcão.

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O fluxo de lava do vulcão estendeu-se até à costa e foi necessário de ser medido e analisado

A equipe utiliza drones para monitorar mudanças no terreno, sua topografia e reunir imagens de alta resolução. Os resultados podem ser utilizadas antes, durante e depois de uma erupção para manter registros e planejar uma resposta de emergência ou esforços de resgate. Trabalhar com drones para mapear um vulcão é mais seguro do que visitar manualmente o local a pé, e permite aos cientistas equilibrar a segurança com a necessidade de dados.

Detalhes do projeto

LocalizaçãoIlhas Canárias, Espanha
UsuárioIGN
HardwarePhantom 4
SoftwarePIX4Dcloud
Total de imagens coletadas428 (vulcão)
625 (litoral)

Como você pode mapear um vulcão com drones?

A erupção de La Palma foi dramática, lançando lava até 500 metros de altura no céu e a coluna eruptiva alcançou 5-7 km acima do nível do mar. O fluxo de lava do vulcão atravessou a ilha, destruindo edifícios e plantações, forçando milhares de moradores a evacuar suas casas, deixando para trás a maior parte de seus pertences e, para muitos, seu sustento. A equipe da IGN esteve no local para a erupção e acompanhou todo o processo desde o início até que a erupção fosse declarada mais de 85 dias depois. Eles tinham várias missões:

  1. Durante a erupção, a equipe mapeou os fluxos de lava e a costa para ver a extensão dos fluxos de lava e a criação do terreno.
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  3. IGN precisou estimar os volumes e as áreas de superfície do novo terreno
  4. .
  5. Finalmente, os vulcanólogos planejaram obter um modelo 3D do cone vulcânico. Isto seria usado para analisar o vulcão, para entender sua evolução e ser um modelo final para o fim da erupção.
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A forma do vulcão mudou durante a erupção e a nova estrutura foi registrada pela IGN

Há muitos riscos para mapear um vulcão com drones, pois a lava se move rapidamente e pode aprisionar os pilotos se eles não estiverem atentos. Outra questão é que os vulcões não produzem apenas lava, mas também fluxos piroclásticos e gases tóxicos. Plumas de uma substância que parecem gás podem na verdade ser rochas vaporizadas ou matéria do terreno, que é uma combinação de materiais sólidos e gasosos - semelhante ao que aconteceu com a cidade de Pompéia, perto do vulcão Vesúvio na Itália. Ao mapear o vulcão com drones, a equipe teve que evitar cuidadosamente qualquer saída gasosa pelo vulcão ou riachos de lava, pois eles poderiam perdê-lo.

Medindo uma erupção vulcânica com fotogrametria

A IGN é parceira da Copernicus que presta assistência em GNSS, tectônica, monitoramento de mudanças magnéticas e monitoramento de terremotos em toda a Espanha. Neste cenário, a IGN utilizou o PIX4Dcloud para obter resultados rápidos e precisos que poderiam ser facilmente compartilhados com a equipe em Madrid e com Copernicus.

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A equipe IGN poderia medir o vulcão com imagens de PIX4Dcloud e drone

PIX4Dcloud, como o nome sugere, é uma plataforma fotogramétrica baseada em nuvem que permite a criação de resultados 2D e 3D a partir de imagens. A equipe usou drones para mapear o fluxo de lava, que media 1200 hectares e carregava as imagens para PIX4Dcloud. A partir daí, eles podiam criar ortomosaicos 2D e uma nuvem de pontos 3D que representava com precisão o fluxo de lava. A erupção destruiu 1500 casas, e as saídas da PIX4Dcloud puderam ser comparadas com os mapas anteriores para verificar o impacto da erupção usando o recurso de comparação 2D.

O próprio cone vulcânico foi medido na PIX4Dcloud e confirmado como tendo 200 metros de altura. Aqui é onde as colunas de gás eram mais altas e mais difíceis de evitar, portanto só completaram um vôo durante a erupção para minimizar o risco de perda do drone. Depois que a erupção terminou, eles a mediram novamente para ter um registro final.

Vantagens da fotogrametria na resposta a emergências

O PIX4Dcloud foi uma solução ideal para este projeto devido à facilidade de compartilhamento. O processamento foi rápido e o projeto final pode ser acessado de qualquer lugar - especialmente para coordenação com Copernicus ou com a sede da IGN em Madrid.

"Trabalhar com Pix4D foi a chave para obter mapas e modelos 3D com rapidez suficiente e sem a necessidade de ter um poderoso PC processando o dia todo no local. Além disso, o uso da cloud nos ajudou a compartilhar informações com outros grupos científicos e com os gerentes de emergência". - Meletlidis Stavros, Vulcanologista da IGN

O processamento automatizado também economizou tempo da equipe, pois eles podiam simplesmente carregar as imagens e ser notificados sobre os resultados estarem prontos. O esforço de vôo poderia ser facilmente demonstrado com saídas de fotogrametria. As imagens de alta resolução foram recursos valiosos para coordenar a resposta local ao vulcão, e ajudaram a reunir dados que não podiam ser vistos com imagens de satélite. A erupção criou seu próprio sistema meteorológico, ao qual o drone foi capaz de se mover e se adaptar. Graças ao trabalho com drones e fotogrametria, a IGN pôde obter dados e resultados precisos ao mesmo tempo em que priorizava sua própria segurança.


Usar fotogrametria para obter dados críticos para uma resposta rápida
Descubra como os drones são utilizados para a segurança pública

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