Fotogrametria

Geomática Aplicada à Engenharia Civil
1
Fotogrametria
Conceitos
2
Segundo Wolf (1983), a Fotogrametria pode ser definida como sendo a arte,
a ciência e a tecnologia de se obter informações confiáveis de objetos físicos
e do meio ambiente, através de fotografias, por medidas e interpretações de
imagens e objetos.
Divisão da Fotogrametria
3
Fotogrametria Métrica
Fotogrametria
Fotointerpretação
Fotogrametria
Interpretativa
Sensoriamento Remoto
Fotogrametria Terrestre
Fotogrametria
Fotogrametria Aérea
Fotogrametria Métrica
4
 Medidas precisas para determinar formas e dimensões de
objetos;
 Usada na preparação de mapas planimétricos e topográficos.
5
É a realização de medições de fotos e outras fontes de informação para determinar,
de um modo geral, o posicionamento relativo dos pontos .
A partir da Fotometria Métrica é possível determinar:
• Distâncias;
• Ângulos
• Volumes;
• Áreas;
• Elevações;
• Tamanhos e formas de objetos;
• (Cartas planimétricas, altimétricas, mosaicos, ortofotos e demais subprodutos das
fotografias tomada.
Fotogrametria interpretativa
6
 Reconhecimento e identificação dos objetos
 Se divide em:
 Fotointerpretação: envolve e estudos sistemáticos de imagens
fotográficas, com finalidade de identificar objetos;
 Sensoriamento
Remoto:
é
um
ramo
da
Fotogrametria
Interpretativa, semelhante à fotointerpretação, aplicado para
reconhecimento e identificação de objetos, sem contato físico com
eles, em que aviões e satélites são as plataformas mais comuns.
Outras Categorias
7
 Fotogrametria Terrestre: Fotografias formadas a partir de
câmaras localizadas na superfície da Terra;
 Fotogrametria Aérea ou Aerofotogrametria: as fotografias
são tomadas a partir de câmaras localizadas numa estação
no espaço (Avião, Satélites, dentre outros.). É a categoria
mais utilizada para geração de bases cartográficas.
Câmaras Aerofotogramétricas
8
 As
câmaras aéreas funcionam com os mesmos
princípios das câmaras comuns e distinguem-se destas
pelas muitas adaptações técnicas acrescentadas para a
finalidades a que se destinam.
9
A câmara aérea é caracterizada pelo formato do
negativo, pela distância focal da objetiva e pelo ângulo
de campo da objetiva.
10
Formato do negativo
Os negativos mais comuns são os de:
• 23 X 23 cm
• 18 x 18 cm
11
Ângulo de campo da objetiva (α)
Câmara
Super grande angular
Grande angular
Normal
Pequeno
Ângulo
> 100°
Aplicação
Trabalhos cartográficos com a vantagem de uma cobertura
fotográfica muito maior; Regiões planas, com poucas
edificações e áreas urbanas.
75° a 100°
Trabalhos cartográficos com maior economia.
Serviços de aerotriangulação; Confecção de mapas
topográficos; Confecção de mapas em escalas grandes;
Medições fotográficas.
50° a 75°
Trabalhos cartográficos (confecção de mapas básicos);
Confecção de mosaicos e ortofotomapas de áreas urbanas
não muito densas. Mapeamento de regiões com muita
cobertura vegetal.
< 50°
Trabalhos de reconhecimento com fins militares; Vôos
muito altos, para a confecção de mapas de áreas urbanas
densas; Confecção de ortofotomapas e mosaicos de áreas
urbanas com construções muito altas.
12
Distância focal (f em mm)
Dist. Focal (f –
mm)
Aplicação
88
Regiões planas, com pouca edificações e
áreas rurais
152
Regiões onduladas, com média densidade. É
a câmera mais utilizada.
210 à 600
Áreas urbanas, com muitas informações e
áreas montanhosas
Fotografias aéreas
13
Os
elementos
principais
para
obtenção de fotografias aéreas são:
• Distância focal (f);
• Altura do vôo (H);
• Ponto Nadir (N).
N
Indicações constantes de uma foto
14
Marcas fiduciais ou marcas de colimação
15
PP: Ponto Principal da Fotografia Aérea
16
Tipos de fotografias aéreas
17
As fotografias aéreas são classificadas por diversos
critérios. A classificação mais usual é feita a partir da
geometria ou a orientação do eixo da câmara.
A partir disso podemos ter:
 Foto vertical;
 Foto oblíqua alta;
 Foto oblíqua baixa.
Fotografias aéreas verticais
18
O eixo ótico da câmara coincide com a vertical do lugar fotografado, no momento da tomada da
foto.
As imagens são uniformes para área interna e, se o terreno fotografado é mais ou menos plano, a
escala fotográfica se mantém constante em todos os pontos.
19
20
As fotos verticais são largamente usadas na confecção de bases de
dados digitais para Geoprocessamento.
Suas vantagens em relação as fotos obliquas são:
1.
As medidas são obtidas facilmente através das relações geométricas;
2.
A detecção e reconhecimento de objetos são facilitados pelo fato de a forma da
imagem estar mais próxima do real.
A desvantagem é que as fotos não apresentam uma perspectiva
ortogonal, como no caso das cartas topográficas.
Fotografias aéreas oblíquas
21
Segundo Segantine (1998), fotografias oblíquas são feitas
com o eixo da câmara intencionalmente direcionado entre a
horizontal e a vertical, ângulo que normalmente oscila entre
9° e 27 ° para fotografias aéreas, podendo ser maior nas
fotografias tomadas por satélites.
A classificação das fotografias obliquas em alta e baixa se
refere à angulação do eixo ótico da câmara com relação à
vertical.
Fotografias
panorâmica
aéreas
oblíquas
altas
ou
22
Nestas fotos o eixo ótico é inclinado de tal modo que apareça a linha do horizonte
aparente ou visível, ou seja, a linha aproximadamente reta entre a Terra e o céu vista
do ponto “O”.
Fotografias aéreas oblíquas baixas
23
O eixo ótico da câmara é menos inclinado em relação a vertical do que
nas oblíquas altas, fazendo sumir a linha do horizonte visível. No
restante, apresentam as mesmas características das oblíquas altas, porém
mais atenuadas.
Estereoscopia
24
A estereoscopia é o processo que permite a visão estereoscópica,
ou seja, a visão tridimensional ou 3D. Ela está intimamente
ligada ao campo da fotointerpretação, sendo largamente
utilizada para auxiliar na obtenção de informações e medidas
sobre os objetos fotografados.
25
O objeto A’ é percebido mais
próximo do observador que o
objeto A. θ’ maior que θ.
θ’
O objeto A” é percebido mais
distante do observador. θ“ é
menor que θ.
θ
θ"
Este fenômeno de criação da
terceira
dimensão,
ou
impressão estereoscópica de
objetos através da visualização
de imagens idênticas de
objetos, pode ser obtido
fotograficamente.
26
Estereomodelo
ou
Modelo estereoscópico
Estereopar
27
A impressão da terceira dimensão aparece abaixo da mesa, a uma distância “h” dos olhos do observador. O
cérebro notará a profundidade entre A e B através dos ângulos paraláticos θA e θB, respectivamente. Quando
os olhos se fixam sobre toda a área coberta pelas fotos, o cérebro recebe uma impressão contínua da terceira
dimensão.
A escala de uma fotografia aérea
28
Exercício
Por exemplo, para uma fotografia aérea obtida com uma
câmara com f=153 mm e uma altura de vôo H=1.224 m,
a escala da foto será :
Paralaxe
30
A possibilidade de visão tridimensional ou esterioscópica de
objetos de uma fotografia aérea é possível devido ao chamado
efeito de paralaxe. Esse efeito consiste na possibilidade de
observação simultânea de um mesmo objeto segundo dois ângulos
de observação distintos. Esta sensação é utilizada pelo cérebro
humano para proporcionar a percepção de profundidade.
A propriedade de paralaxe do modelo estereoscópico permite a
aquisição de medidas de altura a partir de fotografias aéreas.
Obtenção de alturas em pares de fotografias aéreas
através da paralaxe
31
Execução de Vôo
32
Área coberta por uma fotografia aérea
A fotografia aérea tem uma dimensão útil de 23 cm (l), apresentando as
seguintes características:
1) Área de cobertura única;
2) Área de recobrimento longitudinal (RLo);
3) Área de recobrimento lateral (RLa);
4) Lado da foto (L).
Número de fotografias necessárias para a cobertura de
uma área de interesse
Para atender aos requisistos de estereoscopia e outros, uma cobertura
aérea deve prever a Superposição Longitudinal entre fotos consecutivas
que geralmente é da ordem de 60%. De maneira semelhante, entre faixas
de fotos existe uma Superposição Lateral que é da ordem de 30%.
Tabela de recobrimentos e áreas de aerofotos 23 cm X 23 cm
Exercício
Calcule para o número de fotos necessárias para cobrir
uma área 100 km² e para 146 km², com base da escala,
distância focal do exercício anterio.