A Fotogrametria Digital

Transcrição

1 A Fotogrametria Digital

2 Fotogrametria Digital O que é a fotogrametria Digital? A Fotogrametria Digital é a parte da fotogrametria que trata dos aspectos geométricos do uso de fotografias, com a finalidade de obter valores aproximados de comprimentos, alturas e formas, baseandose no uso de imagens, armazenadas em meio magnético, na forma de pixels. Ela é totalmente baseada no princípio da estereoscopia e na orientação analítico-digital das fotos.

3 A Imagem Digital Uma imagem digital consiste de uma matriz G com elementos g ij. Cada elemento é denominado pixel. A dimensão de cada pixel é e. Cada pixel possui um valor que varia de 0 a 255 (255 branco, 0 preto), os quais podem ser armazenados em 8 bits (2 8 combinações), que corresponde a 1 byte. A foto coordenada, por exemplo, é obtida multiplicandose o índice i pelo valor.

4 A Imagem Digital resolução radiométrica Para as imagens em preto e branco, os valores dos pixels representam os tons de cinza da imagem. Para as imagens coloridas tem-se três matrizes da mesma imagem. Ver tabela abaixo. Notar que 1 pixel = 1 byte = resolução radiométrica (256 tons de cinza)

5 Resolução Radiométrica Resolução radiométrica = intervalo dos tons de cinza para os pixels. 8-bit -> 0-255, ou seja, 256 níveis de tons de cinza, para as imagens preto/branco (0 = preto; 255 = branco). 24-bit -> 0-255, ou seja, 256 níveis para o vermelho, para o verde e para o azul, para as imagens coloridas.

6 Informações do Pixel Cada pixel armazena informações, tais como: - tom de cinza; - cor; - posição na imagem: linha e coluna

7 Fontes de Imagens Digitais Filmes fotográficos numerizados através de scanners; Câmara aérea digital; Imagens de satélite - Landsat ou SPOT Câmaras de pequeno formato - CCD ou vídeo câmaras.

8 A formação da imagem digital imagine uma grelha sobre um objeto mais ou menos assim...

9 A formação da imagem digital

10 Resolução Esta é a letra "e" numerizada a 10 dpi (100 bytes) dpi = ponto por polegada tamanho do pixel = 0.1 (100 pixels) = 2540 m

11 Resolução Esta é a letra "e" numerizada a 20 dpi (400 bytes) - ela está 4x mais detalhada - ela toma 4x mais espaço de armazenamento, e - o campo de visão é 4x menor do que a 10 dpi

12 Armazenamento 20 dpi 10 dpi

13 Campo de visão 20 dpi 10 dpi

14 A imagem digital exemplo 1 O tom de cinza em uma imagem digital

15 A imagem digital exemplo 2 Imagem a 10 dpi

16 A imagem digital exemplo 3

17 A imagem digital exemplo 4

18 Numerizar! Tome uma foto aérea...

19 Numerizar! capture o seu conteúdo em uma malha de pixels...

20 Numerizar! e então você tem uma imagem numerizada!

21 A criação da imagem digital

22 Armazenamento Tamanho do pixel: formato da imagem: 25 m 230 x 230 mm qtde de pixel/linha: 230/0.025 = 9200 qtde de pixel/coluna : 230/0.025 = 9200 qtde de pixels na imagem: 9200 x 9200 = armazenamento B/P : armazenamento em cores : 84 MB 252 MB e tudo isso para apenas uma imagem!

23 Armazenamento Estéreopar B/P: 168 MB Estéreopar colorido: 504 MB filme c/ 500 imagens B/P: 42 GB filme c/ 500 imagens coloridas: 126 GB

24 Capacidade de Armazenamento Tam. do dpi Tam. da imagem (MB) pixel (µm) (23 cm x 23 cm) B/P colorida ,

25 De microns para pontos por polegada O tamanho do pixel é normalmente expresso em dpi, ao invés de microns: - dpi = 1 /(resolução em µm), Por exemplo: Tamanho do pixel = 15 µm = 1 /(15 µm) dpi = 25,4 mm/ (15 µm) dpi = µm/ (15 µm) dpi = /15 dpi = 1693 dpi

26 Distância no terreno O tamanho do pixel é muitas vezes também expresso em relação ao terreno (GSD), ou seja, dependente da escala da foto. GSD = tamanho do pixel/escala da foto. Por exemplo: pixel de 12.5 µm em uma foto na escala 1:40.000: GSD = 12.5 µm /(1/40.000) = 12.5 x / m = 0.5 m

27 Geração de um DTM na fotogrametria A elevação está diretamente relacionada com a paralaxe em X, na imagem orientada. Veja a equação da paralaxe!! A posição dos objetos no espaço pode ser calculada desde que se conheça a posição dos pontos conjugados. Na fotogrametria digital: Geração automática: Através do uso de métodos de correlação de imagens (image matching).

28 Example: Terrain Editor

29 Ortofotos Uma ortofoto é uma imagem retificada, ou seja, é uma imagem aérea sem as deformações devido as inclinações da foto e devido ao relevo do terreno Uma ortofoto é uma imagem geocodificada Requirementos para uma ortofoto digital: imagem orientada DTM resolução desejada deve ser maior do que a resolução da imagem de base.

30 Ortofotos: algorítimo Algoritmo: Com base na imagem orientada e em um DTM gerado, determina-se a localização do pixel na imagem de entrada. Com base nos pixels vizinhos determina-se o novo tom de cinza do novo pixel os algoritmos de interpolação mais populares são: nearest neighbor, bilinear e bicubic Isso representa total automação!

31 Ortofoto - exemplo

32 Ortofotos Verdadeiras

33 Sistemas de visualização estéreo Split Screen

34 Sistemas de visualização estéreo Polarização Passiva

35 Sistemas de visualização estéreo Polarização Ativa

36 Acessórios de Controle dos movimentos da imagem e da marca flutuante Mouse padrão para os movimentos X e Y trackball para Z Mouse 3D (para x, y e z) manivelas e disco pedal

37 Coleta de dados - Vetorização

38 Coleta de dados - Vetorização

39 Mosaico - Exemplo

40 Mosaico + vetores sobrepostos - Exemplo

41 O sensores digitais aéreos Câmara digital Câmara analógica

42 O Sensor Digital instalado no avião

43 O Sensor Digital instalado no avião

44 O Sensor Digital instalado no avião

45 Visor do Operador Controle de Voo

46 Características do sensor digital de varredura Imagens produzidas pelo sensor digital ADS80 da Leica Geosystems

47 Sensor de varredura x Sensor convencional

48 Efeito da perspectiva

49 Imagens pancromáticas e espectrais