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.

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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.