Geomática Aplicada à Engenharia Civil. 1 Fotogrametria

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1 Geomática Aplicada à Engenharia Civil 1 Fotogrametria

2 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.

3 Divisão da Fotogrametria 3 Fotogrametria Métrica Fotogrametria Fotointerpretação Fotogrametria Interpretativa Sensoriamento Remoto Fotogrametria Terrestre Fotogrametria Fotogrametria Aérea

4 Fotogrametria Métrica 4 Medidas precisas para determinar formas e dimensões de objetos; Usada na preparação de mapas planimétricos e topográficos.

5 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.

6 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.

7 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.

8 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 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 10 Os negativos mais comuns são os de: 23 X 23 cm 18 x 18 cm

11 Ângulo de campo da objetiva (α) 11 Câmara Ângulo Aplicação Super grande angular > 100 Grande angular 75 a 100 Normal 50 a 75 Pequeno < 50 Trabalhos cartográficos com a vantagem de uma cobertura fotográfica muito maior; Regiões planas, com poucas edificações e áreas urbanas. Trabalhos cartográficos com maior economia. Serviços de aerotriangulação; Confecção de mapas topográficos; Confecção de mapas em escalas grandes; Medições fotográficas. Trabalhos cartográficos (confecção de mapas básicos); Confecção de mosaicos e ortofotomapas de áreas urbanas não muito densas. Mapeamento de regiões com muita cobertura vegetal. 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 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

13 Fotografias aéreas 13 Os elementos principais para obtenção de fotografias aéreas são: Distância focal (f); Altura do vôo (H); Ponto Nadir (N). N

14 Indicações constantes de uma foto 14 Marcas fiduciais ou marcas de colimação

15 PP: Ponto Principal da Fotografia Aérea 15

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17 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.

18 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 19

20 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.

21 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.

22 Fotografias aéreas oblíquas altas ou panorâmica 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.

23 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.

24 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 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.

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27 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.

28 A escala de uma fotografia aérea 28

29 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 :

30 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.

31 Obtenção de alturas em pares de fotografias aéreas através da paralaxe 31

32 Execução de Vôo 32

33 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).

34 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

35 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.

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