Topografia Aplicada à Engenharia Civil. Aula 09 Altimetria e Fotogrametria. Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES

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1 Topografia Geomática Aplicada à Engenharia Civil Aula 09 Altimetria e Fotogrametria Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES

2 2 Altimetria Operação no terreno, que nos fornece os dados necessários à representação, em um plano horizontal do relevo da superfície terrestre, objeto de levantamento.

3 3 Levantamentos Altimétricos (Nivelamentos) éa operação que determina as diferenças de nível ou distâncias verticais entre pontos do terreno, incluindo também, o transporte da cota ou altitude de um ponto conhecido (RN Referência de Nível) para os pontos nivelados.

4 4 Cota (Cota Relativa) é definida como a distância vertical de um ponto na superfície da Terra à uma superfície qualquer de referência (Superfície de Nível Aparente), podendo estar situada abaixo ou acima da superfície geoidal ou elipsoidal.

5 5 Altitude (Cotas Absolutas) é definida como a distância vertical de um ponto na superfície da Terra à superfície geoidal ou elipsoidal (Superfície de Nível Real ou Matemática).

6 6 Métodos de Nivelamento Nivelamento arométrico Nivelamento Trigonométrico Nivelamento Taqueométrico Nivelamento Geométrico

7 7 Métodos de Nivelamento Nivelamento arométrico: aseia-se na diferença de pressão com a altitude, tendo como princípio que, para um determinado ponto da superfície terrestre, o valor da altitude é inversamente proporcional ao valor da pressão atmosférica. Este método, em função dos equipamentos que utiliza, permite obter valores em campo que estão diretamente relacionados ao nível verdadeiro Altitude Pr 1 essão

8 Métodos de Nivelamento Nivelamento arométrico: Instrumentos arômetros de Mercúrio arômetros Aneróides 8 Analógicos Digitais

9 Métodos de Nivelamento Nivelamento arométrico: Fórmulas arométricas Temperaturas não Lidas: 9 DN A log P A 760 log P 760 Temperaturas Lidas: DN A T m 273. log P P Do ponto mais baixo para o ponto mais alto A

10 Métodos de Nivelamento Nivelamento arométrico: Lembrando 10 Temperatura Altitude Pr essão Temperatura Altitude Pr essão

11 Métodos de Nivelamento Nivelamento Trigonométrico 11 DN DH. tg( α ) DH.cot g( A A m A m ) m onde : CE + 2 ' CD ' CD (360 o CD )

12 Métodos de Nivelamento Nivelamento Taqueométrico Ascendente : sen 2. DN 100. H. 2 α m + i 12 Descendente DN 100. H. sen 2. 2 α + m i

13 Métodos de Nivelamento 13 Nivelamento Geométrico Simples Composto Está baseado na leitura de réguas ou miras graduadas, não envolvendo ângulos.

14 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Instrumentos Nível de Precisão e Mira 14

15 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Simples Este processo é utilizado quando não há mudança de estação, ou seja, quando uma estação é suficiente para visar todos os pontos desejados para o projeto a ser executado. Por diferença de leituras da mira, obtém-se as diferenças de nível entre os pontos visados. 15 (AI) C C A PR

16 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Simples Estação Ré AI Vante Cota 16 A 3, , ,000 2, ,000 AI Cota Ré + Leitura Ré Cota Leitura Vante Vante AI C A (AI) C PR

17 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Composto 17

18 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Composto Estação Ré AI PI PM Cota 18 P1 1,500? P2 3,200? 1, ,000? P3 1,800? P4 0,500? AI Cota Ré + Leitura Ré Cota Leitura Vante Vante AI

19 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Composto Estação Ré AI PI PM Cota 19 P1 1, ,500 P2 3, ,700 1, , ,500 P3 1, ,900 P4 0, ,200 AI Cota Ré + Leitura Ré Cota Leitura Vante Vante Verificação Ré dos PM Cálculos : AI Cota final Cota inicial

20 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono) Estação Ré AI PI PM Cota 20 P1 2,300? P2 0,150? 0,800 35,000? P3 3,100? 3,950? P4 1,900? P1 0,500? AI Cota Ré + Leitura Ré Cota Leitura Vante Vante AI

21 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono) Estação Ré AI PI PM Cota 21 P1 2,300 37,300 P2 0,150 36,650 0,800 35,000 36,500 P3 3,100 35,800 3,950 32,700 P4 1,900 33,900 P1 0,500 35,300 AI Cota Ré + Leitura Ré Cota Leitura Vante Vante Erro( e) C final Cinicial e 35,300 35,000 0, 300m AI

22 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono) Estação Ré AI PI PM Cota 22 P1 2,300 37,300 P2 0,150 36,650 0,800 35,000 36,500 P3 3,100 35,800 3,950 32,700 P4 1,900 33,900 P1 0,500 35,300 AI Cota Ré + Leitura Ré Cota Leitura Vante Vante Compensação : c n o e Rés AI

23 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono) Estação Ré AI PI PM Cota 23 P1 2,200 37,200 P2 0,050 36,450 0,800 35,000 36,400 P3 3,000 35,500 3,950 32,500 P4 1,900 33,600 P1 0,500 35,000 AI Cota Ré + Leitura Ré Cota Leitura Vante Vante Compensação : c n o e Rés AI

24 Métodos de Nivelamento Nivelamento Geométrico: Classificação conforme a Precisão Alta Precisão: o erro médio admitido é de ±1,5mm/km Primeira ordem: o erro médio admitido é de ±2,5mm/km Segunda ordem: o erro médio admitido é de 1,0cm/km Terceira ordem: o erro médio admitido é de 3,0cm/km Quarta ordem: o erro médio admitido é de 10,0cm/km 24

25 25 Pontos Cotados e Curvas de Nível

26 26 Pontos Cotados e Curvas de Nível

27 27 Pontos Cotados e Curvas de Nível

28 28 Interpolação C(?) (108,96) A(103,35)

29 29 Interpolação (108,96) C(?) DN A(103,35) DH

30 30 Interpolação (108,96) C(?) DN A(103,35) DH AC 120,12 m DH200,27 m

31 31 A(103,35) C(?) x DH200,27 Interpolação (108,96) DN 5,61 m DN x A DH DH A AC CC C A + DN AC 103,35 + 3,36 106, 71 m x DN AC 3,36m

32 32 A(103,35) C(106,00) x DH200,27 Interpolação DN AC 2,65 m (108,96) DN 5,61 m DN DN A AC x DH DH AC A x 94,60m

33 33 A(103,35) C(106,00) DH200,27 Interpolação (108,96) x DN C 2,96 m DN 5,61 m DN DN x A C DH DH x C A 105,67 m

34 34 Perfis

35 Perfil Transversal: - Em direção Transversa ao Caminhamento 35 Perfis do Nivelamento Perfil Longitudinal: - Ao longo do Caminhamento

36 Perfil Transversal: - Em direção Transversa ao Caminhamento 36 Perfis do Nivelamento Perfil Longitudinal: - Ao longo do Caminhamento

37 37 Greides, Cortes e Aterros Greide ou Grade é a linha que une dois a dois, um certo número de pontos dados num perfil

38 38 Greides, Cortes e Aterros COTA VERMELHA distância vertical entre um ponto do greide e o ponto correspondente no terreno.

39 39 Greides, Cortes e Aterros COTA VERMELHA POSITIVA (+) - é quando o ponto do greide estiver acima do ponto correspondente no terreno. Equivale a um Aterro.

40 40 Greides, Cortes e Aterros COTA VERMELHA NEGATIVA (-) é quando o ponto do greide estiver abaixo do ponto correspondente no terreno. Equivale a um Corte.

41 41 Greides, Cortes e Aterros PONTO DE PASSAGEM é o ponto de transição entre corte e aterro. O ponto do greide coincide com o ponto do terreno. Não há corte nem aterro, tendo portanto cota vermelha nula.

42 Perfil a partir de Curvas de Nível 42

43 Geomática Aplicada à Engenharia Civil Fundamentos de Fotogrametria Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES

44 FOTOGRAMETRIA 44 Fotogrametria

45 FOTOGRAMETRIA Fotogrametria Ciência, tecnologia e arte de obter informações seguras acerca de objetos físicos e do meio, através de processos de registro, medições e interpretações de imagens fotográficas e padrões registrados de energia eletromagnética (Photogrammetric Engineering and Remote Sensing). 45 Fotogrametria Ciência e arte de obter medidas dignas de confiança utilizando-se fotografias (American Society of Photogrammetry).

46 FOTOGRAMETRIA 46 Fotogrametria Métrica Interpretativa Aérea Terrestre Sens. Rem. Fotointerpretação

47 FOTOGRAMETRIA 47 Aerofotogrametria

48 FOTOGRAMETRIA 48 As condições de obtenção e preservação dos produtos fotogramétricos, são: posição do avião (linha e altura); distorção das lentes e imperfeições óticas; estabilidade da câmara (inclinação e choques); invariabilidade do filme (material); condições atmosféricas; processos e produtos da revelação.

49 FOTOGRAMETRIA 49 Câmaras Terrestres Características: permanece fixa durante o tempo de exposição; o objeto fotografado geralmente está fixo; Terrestre o tempo de exposição do filme é relativamente longo e só diminui quando o objeto a ser fotografado estiver em movimento; utiliza emulsão de baixa sensibilidade e de granulação fina; o formato do filme é pequeno; seu funcionamento pode ser manual ou automático.

50 FOTOGRAMETRIA 50 Câmaras Aéreas Características: está em movimento (velocidade constante) durante o tempo de exposição; o objeto fotografado pode ser fixo ou móvel; o tempo de exposição é bastante curto; o obturador é de altíssima eficiência; utiliza emulsão de altíssima sensibilidade; Aérea apresenta grande capacidade de armazenamento de filme; o formato do filme é grande; seu funcionamento é todo automático.

51 FOTOGRAMETRIA 51 Câmaras Aéreas Características: está em movimento (velocidade constante) durante o tempo de exposição; o objeto fotografado pode ser fixo ou móvel; o tempo de exposição é bastante curto; o obturador é de altíssima eficiência; utiliza emulsão de altíssima sensibilidade; Aérea apresenta grande capacidade de armazenamento de filme; o formato do filme é grande; seu funcionamento é todo automático.

52 FOTOGRAMETRIA 52 Câmara Aérea

53 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 53

54 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 54 RELAÇÃO ALTURA DE VÔO X ÂNGULO DE AERTURA

55 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Classificação: Quanto ao Ângulo de Campo Pequeno: α < 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. 55 Normal: 50< α < 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. Grande-angular: 75 < α < 100 Trabalhos cartográficos com maior economia. Serviços de aerotriangulação. Confecção de mapas topográficos. Confecção de mapas em escalas grandes. Medições fotográficas. Super-grande-angular: α >100 Trabalhos cartográficos com a vantagem de uma cobertura fotográfica muito maior.

56 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 56 Classificação: Quanto à Distância Focal a)pequena: f 55 a 100mm. b)normal: f 152 a 210mm. c)grande: f 305 a 610mm.

57 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Classificação: Quanto à Inclinação do Eixo Óptico a)verticais b)oblíquas 57

58 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Principais características dos Aerofotogramas: é uma projeção central ou cônica; a escala varia em função da inclinação da foto e das diferenças de nível; a representação geométrica dos objetos é afetada por deslocamentos devido ao terreno, à inclinação do eixo ótico e às distorções da lente; todos os objetos são visíveis a representação da imagem é tridimensional 58

59 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Aerofotogramas: Marcas Fiduciais 59 PP: Ponto Principal da Fotografia Aérea

60 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Aerofotogramas: Marcas Fiduciais 60

61 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 61

62 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 62 Superposição Longitudinal Superposição Lateral

63 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 63 Superposição Longitudinal ESQUEMA DE TOMADA DE AEROFOTOS CONSECUTIVAS

64 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Estereoscopia 64

65 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 65 1.ÁREA DE COERTURA ÚNICA 2.ÁREA DE RECORIMENTO LONGITUDINAL (RLo) 3.ÁREA DE RECORIMENTO LATERAL (RLa) L LADO DA FOTO

66 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 66

67 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 67

68 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Determinação de DN por Paralaxe Linear A paralaxe absoluta de um ponto éo deslocamento aparente que este ponto sofre, ao ser fotografado consecutivamente, de posições distintas no espaço. 68 X 1 X 2 P( x) x ( x ) 1 2

69 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Determinação de DN por Paralaxe Linear 69 X 1 P( x) x ( x ) 1 2

70 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria Determinação de DN por Paralaxe Linear 70 P ( x) ( x + x 1 2 ) X 2 X 1 P(x) Foto da Direita sobreposta à da Esquerda

71 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 71 x 2 x 1 m

72 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 72 x 2 x 1 m

73 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 73 f x 2 x 1 m Nos A ' '' Δ s O AO e a 1O a temos : P f A 1 P 2 A f A 2 Ana log amente P f P para f o ponto :

74 74 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria x 2 x 1 m A A A A f f P f f P temos P P P Paralaxe de Diferença como..... : : : Δ Δ Δ f P A A f P

75 75 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria x 2 x 1 m A A A A f P f f P. ).( Δ Δ f P A A f P DN A

76 76 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria x 2 x 1 m A A A A f P f f P. ).( Δ Δ f P A A f P DN A

77 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 77 ΔP f.. DN A x 2 x 1 m A. P P A f f A P A

78 FOTOGRAMETRIA Aerofotogrametria 78 P P A f A x 2 x 1 m f A P ΔP DN ou DN Assim A P : A. DN P A A A. ΔP. ΔP