sábado, 18 de junho de 2011

Navegando em montanhas com o Google Earth

O ano é quase 2010 e os carros ainda não voam e ninguém tem uma arma laser… Em contrapartida, outras coisas como a topografia evoluiram muito. Mais longe do que poderia ser imaginado há 20 anos, hoje em dia, qualquer cidadão que tenha um computador e acesso à internet pode acessar um modelo virtual 3D da terra inteira. O mais inacreditável é que é grátis!

Texto: Maximo Kausch

Há cidades, como por exemplo Westport na Irlanda, que está inteira feita em 3D. Você pode visitá-la virtualmente… Interesante não? Não, claro que não! Se você está lendo isto, está preocupado com as montanhas e não quer saber sobre cidades da Irlanda…

Pois bem. Montanhas também estão mapeadas em 3D, algumas bem, outras mal, outras são péssimas. O que importa é que elas estão lá e você pode usar essa ferramenta para planejar a sua expedição, ou pode simplesmente pegar uma rota de alguém que já esteve lá... Os resultados chegam a impressionar.

O Artigo não vai tratar de como usar um GPS, nem como usar uma bússola. Não deixe de ler o completo artigo escrito por Pedro Hauck,
As maravilhas do GPS, onde você econtrará muitas informações sobre interfaces com GPS, mapas para GPS, informações sobre cartas topográficas e diversos links muito úteis. Adicionalmente, você pode ler o meu artigo sobre a utilização de bússolas:Navegando com bússola.

Abordaremos aqui as principais perguntas e problemas que você encontrará quando estiver mapeando uma montanhas.

Sobre o Google Earth e seus mapas


O antigo Earth Viewer da empresa americana Keyhole Inc. foi adquirido pela Google em 2004 e evoluiu muito desde então.

Quando estamos vendo uma montanha 3D no Google Earth, estamos na verdade lidando com dois tipos de dados diferentes que custaram muito suor (e muito dinheiro) a muitos astronautas e cientistas. Primeiramente, as imagens propriamente ditas, vem de um imenso banco de dados que começou a ser adquirido pelo programa Landsat, com resolução relativamente baixa, e é constantemente atualizado com imagens de satélites de melhor resolução óptica para maior riqueza de detalhes. O banco de dados Landsat possue resolução de 15 metros por pixel, e as imagens são geralmente superpostas por imagens de um dos satélites SPOT da agência espacial francesa, que têm 2.5 metros por pixel de resolução. Outros satélites também são usados nesta troca, chegando ao absurdo de 20 centímetros por pixel, como é o caso de Hamburgo, onde você pode ver a cor da roupa que as pessoas estão usando na rua!

Em segundo, a parte 3D do Google Earth - que é na verdade um modelo de elevação virtual muito, mas muito complexo - começou a ser adquirido no ano 2000 durante uma missão da Endeavour que durou 11 dias. O projeto foi chamado SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) e formou o banco de dados para o modelo 3D. Este também recebe constantes atualizações adquiridas através de sensoriamento remoto, trabalhos de campo, etc.

Devido a muitos problemas que veremos mais abaixo no artigo, e principalmente ao fato da Terra ser redonda, os dados podem conter erros ou serem aproximados. No caso das fotos satelitais, podem não ter a resolução desejada, ou podem estar tampadas por nuvens por exemplo, no caso dos modelos 3D, há uma série de problemas que podem surgir durante a obtenção de dados.

O que importa para o montanhismo


No montanhismo o que nos importa é o fato de podermos planejar uma rota numa montanha ou trilha, passá-la para o GPS e ir fisicamente à montanha com um GPS que nos indique o caminho que marcamos virtualmente. Ou mesmo, podemos pegar os dados de alguém que esteve lá com um GPS e usá-los na navegação. Abordaremos os dois jeitos:

Adquirindo dados


Você pode pegar os dados de um GPS através de um cabo ligado ao seu computador ou pegar os dados de alguém, seja emprestando, roubando ou qualquer outro jeito que você imagine. A sua maior chance está certamente aqui na internet. Você pode procurar os dados no próprio Google Earth digitando o nome do local desejado. Procure pela extensão KML ou KMZ, pois é possível que estas sejam as rotas desejadas.

O buscador Google também pode ser uma boa ferramenta. Na janela do buscador, digite:

(inurl:kmz | inurl:kml) “kml xmlns” “local-desejado”


A linha retornará arquivos KMZ e KML. Há que se ter muito cuidado com os dados adquiridos pois estes podem conter uma série de erros.

Uma vez adquirido o mapa, você pode adaptá-lo às suas necessidades e enviá-lo ao seu GPS. Para isso o seu GPS deve ter vindo com um CD que faz com que ele possa ser lido pelo computador. Caso contrário você pode usar um programa genérico.

O AltaMontanha.com estará publicando 70 rotas de montanhas em muito breve...

Georeferenciando dados


Georeferenciar algo, é dizer onde esta coisa está na vida real. Podemos georeferenciar fotos, dizendo onde elas estão no Google Earth por exemplo, você pode georeferenciar uma trilha, uma estrada, um acampamento, ou qualquer coisa que você precise saber quando estiver no lugar.

O Google Earth tem ferramentas bem simples para esta tarefa. Assumindo que a imagem satelital esteja bem georeferenciada (leia sobre os possíveis problemas com isto mais abaixo), você pode mapear um lugar que conhece bem. Veja o exemplo:


Usar as ferramentas do Google é extremamente simples e eu não vou descrever tudo isso aqui. Há porém 2 coisas bem básicas que você vai perceber que não podem ser feitas:

Medindo rotas e caminhos


O Google Earth não oferece uma opção para medir rotas que você criou, e às vezes isso é extremamente necessário no mapeamento de trilhas e estradas. Existem diversas ferramentas feitas por terceiros para esse tipo de atividade. Eu uso um conversor online que calcula a distância em KM pelo código do arquivo KML. Siga os passos:

1 – Salve a sua rota(s) em um arquivo KML
2 – Edite o seu KML no bloco de notas
3 – Marque todo conteúdo e digite Ctrl+C
4 – Entre em http://www.emaltd.net/google/gec/utilities/index.asp?l=en

5 – Na janela, cole o conteúdo apertando Ctrl+V

6 – Clique em “Calculate”
7 – A distância de cada rota será exibida antes do nome da própria


Juntando rotas


Juntar 2 ou mais rotas diferentes é também algo muito básico que com certeza será possível de ser feito um dia no Google Earth, mas no momento não é. Eu encontrei a solução editando o KML manualmente, copiando e colando o conteúdo das coordenadas da rota depois do outro:

1 – Salve a sua rota número 1 e a sua rota número 2 como arquivos KML
2 – Edite a rota número 2 no bloco de notas e procure por ''
3 – Marque todos os números que você encontrar entre '' e ''
4 – Aperte Ctrl+C
5 – Edite a rota número 1 no bloco de notas
6 – Encontre e cole todo o conteúdo (Ctrl+V) ANTES de ''. Certifique-se de que haja um espaço em branco entre as rotas que você colou.
7 – Salve o seu arquivo KML e abra no Google Earth. As suas rotas deveriam aparecer como uma só

Publicando o seu trabalho


Uma vez que o seu trabalho foi feito, você pode publicá-lo para que todo mundo que tem Google Earth possa vê-lo. Você pode simplesmente mandar o arquivo KML ou KMZ para as pessoas que desejar ou pode publicá-lo na comunidade Google Earth. O seu arquivo será lido pelo servidor e pode demorar algums dias para ser publicado.

Para fazer isso no Google Earth, você deve selecionar a raiz do seu projeto, clicar em arquivo e então em share/post. Você vai precisar uma conta no site da Keyhole.

Outra forma de fazer isso é salvando os dados por FTP em algum site de internet e colocar a URL dos dados AQUI

Problemas


O objetivo de listar os problemas que encontrei com o Google Earth não é tirar o encanto do programa, mas sim o de ligar o seu simancol para que você não confie cegamente no que o GPS diz.

Quando se trata de um modelo 2D é relativamente fácil referenciar uma imagem. Você simplesmete teria que dizer ao Google Earth qual a latitude e longitude dos cantos da figura e só teria alguns centímetros de distorção, dependendo do tamanho dela.

Com modelos 3D no entanto a coisa é bem diferente. As fotos são tiradas do espaço por satélites que estão a 20 ou 30km da superfície. Deste ponto de vista há um grande problema de distorção quando a imagem foi tirada por uma câmera 2D e mais tarde será 'moldada' sobre um modelo 3D. As laterais de uma montanha ou um vale por exemplo, tem um tamanho diferente quando você olha eles de cima. Este é um dos grandes problemas da perspectiva. Existem diversos programas para adaptar e evitar este tipo de diferença o melhor possível, no entanto existem erros:


Esta é a estrada que leva ao refúgio Chacaltaya na Bolívia. A linha azul foi adquirida pelo GPS de Pedro Hauck em Julho de 2009. Repare que quando a estrada está orientada de norte-sul há uma diferença com a linha marcada por Pedro de 11 metros com o que a foto satelital mostra. Porém, quando a estrada está orientada leste-oeste, a diferença é quase inexistente.

Este é um problema típico com algumas imagens do Google Earth. ISSO NAO QUER DIZER QUE TODAS AS IMAGENS ESTEJAM MAL REFERENCIADAS!!! Neste caso tivemos a sorte de ir lá e poder comprovar que a imagem está mal referenciada. No caso, 11 metros mais a oeste do correto.

Em outro caso, eu ainda não sei dizer qual das duas imagens está mal referenciada:

Neste caso, eu georeferenciei a trilha que leva à base do Huayna Potosi na Bolívia. A imagem que eu usei era a última disponível na época e foi tirada em abril de 2002. Google no entanto atualizou suas imagens mais tarde e nesta a posição da trilha não coincide com a imagem anterior:

Como a base da segunda foto (tirada em novembro de 2005) não está distorcida, mas o topo sim, eu suponho que isso foi por causa da presença de um pequeno acidente geográfico chamado Huayna Potosi (6088m) no qual a imagem teve que ser moldada. Mas fica muito difícil dizer qual das duas fotos está bem orientada sem uma prova de campo.


Este é outro caso clássico:

Esta é a visualização 3D do Google Earth do cerro Vallecitos, na Argentina. Na foto, a crista que leva ao cume está totalmente fora de onde ela realmente é. Ou seja, a topografia do modelo diz que a crista é num lugar, mas a foto satelital diz que está em outro. Na foto, a crista aparece como uma linha branca, que são pequenas cornisas de neve. Observe uma trilha correndo ao longo da crista.


Nestes casos o que GERALMENTE está mal referenciado é a imagem satelital e não o modelo topográfico. Eu estive nesta crista setembro passado e pude medir que a trilha estava referenciada a 118 metros mais a oeste de onde ela realmente era.

Porém não é em todos os casos que o modelo topográfico está correto. Veja este exemplo típico:

Repare que neste caso o lago Yanganuco no Peru sobe na parede 148 metros! E isso não é uma onda… O que aconteceu neste caso é que o modelo 3D foi mal calculado. A margem direita do lago termina justo com a parede que começa a subir, então concluímos que o problema aqui não é a distorção de imagem.


Como foi mencionado acima, o levantamento da topografia do Google Earth foi feito (na maioria do planeta) pela missão espacial SRTM do ano 2000. Os radares usados nesta tecnologia, os SAR (Synthetic Aperture Radar) somente dariam uma altitude exata do local se entrarem perpendicularmente e este não é o caso. Os sinais de radar obviamente insidiram no vale obliquamente e parte dele provavelmente foi refletida nos cumes mais altos do lado direito do vale. É possível até calcular qual foi o ângulo onde a aeronave estava posicionada. Você vai observar muito este tipo de erro na parte baixa de vales muito profundos.

Outro problema com estes sinais de radar é que eles são muito grandes. Em acidentes geográficos grandes e arredondados como o vulcão Sajama na Bolívia, você pode ter um modelo 3D bastante fiel da realidade, porém, em acidentes geográficos menores, como as relativamente pequenas torres da região do Cerro Catedral, na Argentina, a coisa fica bem diferente:

Neste caso, o tamanho da onda de radar foi grande demais para as torres rochosas e acabou gerando uma média de altitude das várias torres. O modelo 3D acabou ficando muito pobre em detalhes e quem já esteve neste local sabe o quanto as torres são impressionantes. No Google Earth, o único fato que nos demonstra que existem as afiadas torres ali são as sombras da foto. Por sorte, esta foi tirada bem cedo e deixou grandes sombras:

Este tipo de problemas são constantemente corrigidos pelo Google. Há que lembrar que existem centenas de montanhas na Terra e que algumas não podem ter a importância econômica que outras tem.


As correções podem ser feitas de 2 formas. Na primeira e melhor, a correção é feita usando-se uma tecnologia mais precisa e atualizando o modelo no banco de dados. Este é o caso do Matterhorn na Suíça:

A outra forma é fazendo uma “gambiarra”, construindo um modelo 3D, assim como os edifícios 3D do Google Earth são feitos. O Pão de Açúcar no Rio de Janeiro é um exemplo:

Na foto de cima você pode reparar como fica o “prédio 3D” construído. Na foto de baixo, você pode reparar na pobre topografia que foi usada para construir o Rio de Janeiro.


Para fazer as correções de forma correta, assim como foi feito no Matterhorn, as informações são geralmente coletadas por aviões ou mesmo por agrimensores que foram lá na montanha, fizeram as medições e gastaram muito do seu tempo nisso.

Devido a este último fato, o econômico, é de entender que muitas pessoas não disponibilizam o seu trabalho de meses, talvez anos, na internet. Se isso acontecesse teríamos modelos 3D muito mais próximos da realidade do que temos hoje. Minha esperança no entanto, é que aos poucos isso comece acontecer e um dia possamos ver as montanhas como vemos a cabine telefônica de Westport, na Irlanda.

Ética


A ética no uso do GPS é um tanto complicada. Alguns usam o GPS sem nem sequer parar para observar a paisagem e depois de um tempo acabam se tornando dependentes desta ferramenta. Outros julgam anti-ético o uso do GPS numa montanha, pois desse jeito o montanhista estaria facilitando a escalada. E ainda há aqueles que consideram a difusão de pontos de GPS um ato nocivo à natureza, pois isso faria com que mais pessoas tenham acesso a um local que antes não era explorado por falta de informação.

O meu conselho aos que acham o GPS anti-ético é: desligue o GPS e somente ligue em caso de emergência ou mau tempo!

Sobre a questão da natureza, acho totalmente o contrário. Ao ter acesso a mais locais, o montanhista ganhará cada vez mais respeito pela natureza e ele/ela vai acabar difundindo esse sentimento mais do que se não conhecesse o local.

Leia o artigo de Pedro Hauck falando exatamente deste tema

Cuidados


Ao baixar ou georeferenciar pontos de GPS, lembre-se de que estes podem conter alguns dos erros descritos acima, mas acima de tudo lembre-se de que o planeta Terra é uma metamorfose constante e o que foi marcado por GPS ou georeferenciado em um ano pode não estar lá no ano seguinte. Trilhas podem ter sido levadas por rios, cidades ou casas podem ter sido abandonadas, propiedades podem ter sido vendidas e a passagem passou a ser proibida, etc. Posso citar dezenas de exemplos do porquê você não deveria confiar cegamente no que o GPS está indicando.

Em montanhas geladas há que ter muito cuidado com gretas e outros tipos de deformações no gelo, pois estes mudam de ano a ano e talvez de mês a mês. Se você estiver em terreno glaciário, jamais siga ao pé da letra as rotas marcadas.

Não se perca!

Fonte:
www.altamontanha.com
www.aventuranaveia.blogspot.com

Luciano Ribeiro


 
©2008 'Aventura na Veia' Por Luciano Ribeiro