SfM e LiDAR: Aplicações na Geologia. Camila D. Viana

Transcrição

1 SfM e LiDAR: Aplicações na Geologia Camila D. Viana

2 FOTOGRAMETRIA photon graphos metron Informações confiáveis por meio de sensores 2D 3D Estereoscopia 1849 Aimé Laussedat Digital

3 CARACTERÍSTICAS ORIENTAÇÃO EXTERIOR Posição da câmera no espaço e a direção da visada COORDENADAS DAS IMAGENS Localização dos pontos do objeto na imagem OBSERVAÇÕES ADICIONAIS (escala, pontos fixos) MÉTODOS MODELO(S) DA(S) CÂMERA(S) Parâmetros geométricos (distância focal, distorção) COORDENADAS 3D Localização dos pontos da objeto no espaço

4 Shape from Stereo vs. Structure from Motion

5 PROGRAMAS SfM Visual SFM Photoscan ATOR Photomodeler

6 PROCESSAMENTO Calibração Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

7 PROCESSAMENTO Calibração Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

8 PROCESSAMENTO Calibração Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

9 Calibração PROCESSAMENTO Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Mask Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

10 PROCESSAMENTO Calibração Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

11 PROCESSAMENTO Calibração Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

12 PROCESSAMENTO Calibração Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

13 PROCESSAMENTO Calibração Locação de pontos de controle Aquisição de imagens Processamento/ Ajustes Correspondência de imagens Reconstrução de pontos, triangulação e alinhamento de imagem Registro Merge AMBIENTE COMPUTACIONAL

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15 Terrestrial Laser Scanner TLS ou LiDAR (Light Detection And Ranging)

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17 VANTAGENS Não requer luz ambiente Alta densidade de dados, automático Utilizável em qualquer superfície Relativamente rápido ( pt/s) DESVANTAGENS Afetado por outras fontes de luz, refletividade, cor e rugosidade Temperatura Distorção de movimento Tempo de aquisição

18 GERAÇÃO DE DADOS Nuvem de pontos TIN Sistema de aquisição: Informação do ponto/superfície Densidade de pontos Precisão relativa Precisão absoluta Resolução espacial Intervalo de trabalho Processamento MeshLab, CloudCompare etc. Tavani et al

19 APLICAÇÕES Arqueologia/ Paleontologia Geomorfologia/ Geomorfometria Estabilidade de taludes Geologia estrutural Sedimentologia Patrimônio natural Documentação (sítos, obras, afloramentos) Acompanhamento de lavra Monitoramento Mapeamento Túneis Ensino Topografia Mecânica de rochas Etc.

20 PhotoModeler

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22 Amostragem de planos individuais 13 m Total: 115

23 Drones, UAVs, VANTs

24 Principais produtos DEM/MDE : Modelo Digital de Elevação Nuvem de pontos TIN Ortofotos

25 Prática: levantamento com drone Na pasta vocês irão encontrar os seguintes arquivos: MDE_4cm : arquivo raster do Modelo Digital de Elevação com resolução de 4cm da comunidade Mosaico_4cm: arquivo raster do mosaico ortorretificado com resolução de 4cm Rio : Shapefile do rio que corta a área

26 ArcMap O printscreen dos produtos em amarelo deve ser enviado em um arquivo na tarefa do STOA

27 ArcScene: visualizador 3D do ArcGIS AddData adicionar o MDE_4cm, rio e Mosaico_4cm Nas propriedades de cada um dos layers: Base Heights selecionar floating on a custom surface e indicar o caminho do MDE_4cm Para a shape do rio, colocar o valor de Layer offset = 10 AddData adicionar o TIN_4m

28 Para casa... Os links abaixo devem servir de inspiração para vocês formularem uma proposta de aplicação do que foi visto em aula. Vale utilizar LiDAR, SfM, drones ou pensar em manipulações dos produtos apresentados (MDE, ortofotos, TIN, relevo sombreado...). A proposta deve ser entregue individualmente na aula que vem (18/05), pode ser redigida à mão ou no computador, e recursos como desenhos e esquemas podem ser utilizados. A proposta deve incluir suas vantagens, desvantagens e possíveis limitações. Não é necessário uma descrição detalhada e nem que a sua ideia realmente funcione, mas você deve utilizar ao máximo os conceitos aprendidos até agora. 3D Mapping - Intro to Drone Deploy: 50 LiDAR applications: Applications of advanced laser scanning technology in Geology: Portal MundoGEO (revistas e notícias na área de SIG e drones): Definição de TIN: LiDAR em mina subterrânea: Modelo de mina a céu aberto: Cálculo de volumes de mineração: