Fotogrametria: fundamentos e processos.

Transcrição

1 Fotogrametria: fundamentos e processos.

2 FOTOGRAFIAS AÉREAS Rio Mata Lago Estrada Cana-de-açúcar Área Urbana

3 FOTOGRAFIAS AÉREAS

4 Histórico Origem vinculada a fotografia 1839 Invenção da fotografia Cel. Aimé Laussedat (fotogrametria no mapeamento topográfico). 1860/70 Fotografias a bordo de balões Santos Dumont inventa o avião. 1917/20 I Grande Guerra Mundial.

5 Histórico 1936/45 II Grande Guerra Mundial. Podemos dividir em dois períodos: (fotografias aéreas) hoje (fotografias e imagens) Desenvolvimento do Sensoriamento Remoto: Matemática; Física; Química Biologia; Ciências da Terra e Computação.

6 Definição: Sensoriamento Remoto É a ciência ou a arte de se obterem informações sobre um objeto, área ou fenômeno, através de dados coletados por aparelhos denominados sensores, que não entram em contato direto com os alvos em estudo (Crepani, 1983)

7 Princípios Físicos do SR Aquisição/Armazenamento/Processamento Plataforma Imagens R.E.M. Sensor INPE Comp. Espectral Alvo

8 FOTOGRAFIAS AÉREAS AQUISIÇÃO DE DADOS 920 km 400 km 3000 m PLATAFORMA AÉREAS - Alta altitude - Baixa altitude 300 m 20 m

9 FOTOGRAFIAS AÉREAS - SENSOR Suporte da máquina fotográfica - sistema evita choques e vibrações, realiza o ajustamento para compensar a deriva e o desvio do avião enquanto percorre a linha de vôo; - mantém a câmara sempre paralela ao terreno.

10 FOTOGRAFIAS AÉREAS - SENSOR CÂMARA FILME PANCROMÁTICO magazine plano focal filme rolo filme conexão vácuo guia do filme Haletos de prata (AgCl, AgBr, AgI) Gelatinosa Emulsão distância focal BASE cone Camada Anti-halo lentes obturador Detalhes na Foto filtro diafragma Tamanho dos grânulos Tempo de exposição Menor detalhamento

11 FOTOGRAFIAS AÉREAS LINHA DE VÔO

12 FOTOGRAFIAS AÉREAS DERIVA, DESVIO E INCLINAÇÃO Câmara fotográfica Linha de vôo atual Linha de vôo projetada Desvio (Crab): é o efeito da deriva. Deriva (Drift): é o ângulo que o lado Observado na montagem das fotos. a foto faz com a linha de vôo correta centro ótico Eixo ótico da fotografia vertical centro ótico ângulo da inclinaçã Eixo ótico da fotografia inclinada Correção da orientação da câmara Inclinação (Tilt): é a inclinação da câmara no momento da exposição

13 Objeto (Terreno) FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL GEOMETRIA DE AQUISIÇÃO Negativo H f Câmera aérea Plano Nodal Interior Centro de projeção (Lente) Plano Nodal Redução Exterior f Cópia na Escala do Negativo H Terreno f = distância focal H = altura de vôo Ampliação

14 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - ESCALA m n Lente o p q f H Escala do Plano de Referência (Nível médio do mar) mn f = MN H S = f/h Escala Média (média das elevações) Sm = f/h-hm M N O O P h h Q Escala Foto - Escala Mapa Esc. Foto Esc. Mapa = Dist. Foto Dist. Mapa Escala Foto - Terreno Dist. Foto S = Dist. Terreno

15 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - ESCALA Altura de Vôo Relevo H > h H > h S = f H constante

16 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - RECOBRIMENTO B f b b Plano de Vôo Aerofotogramétrico H Longitudinal 60% f H Lateral 30 % B - Base aérea = percurso do avião

17 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - RECOBRIMENTO B H f b b Longitudinal 60% f H Qual a importância do recobrimento longitudinal e lateral em fotografias aéreas? Lateral 30 %

18 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - ESTEREOSCOPIA é a ciência e a arte que permite a visão estereoscópica ( 3 D ) Visão monocular - visão num único plano, fotografia simples; Visão binocular - permite a noção de profundidade no intervalo correspondente a distância interpupilar do observador (+/- 7 cm). A profundidade é dada pela diferença de ângulos com que as imagens são recebidas. FOTOGRAFIAS AÉREAS São obtidas de tal maneira que um mesmo objeto aparece em duas fotografias sucessivas, tiradas em ângulos diferentes. Uma vez feita a fusão das duas,imagens, obtém-se a percepção estereoscópica (3 a dimensão).

19 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - ESTEREOSCOPIA Fotografia

20 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - ESTEREOSCOPIA Visão em terceira dimensão

21 Direção do Vôo FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - MOSAICO Fotoíndice Distribuição dos centros principais, transferidos e pontos auxiliares (mosaico)

22 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA Distribuição dos centros principais, transferidos e pontos auxiliares Fotografia aérea Marcas Fiduciais Ponto Principal

23 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA t w t w z w z % 347 Distribuição dos centros principais, transferidos e pontos auxiliares 60% A B A B C B C Linha de vôo 223 A B A B C B C K L K L M L M Linha de vôo K L K L M L M Y O Y O P O P 1, 2, 3... Posição central da fotografia aérea 1, 2, 3... Posições em determinada cópia fotográfica dos centros principais das fotografias anteriores e posteriores A, B, C... K, L, M,... Pontos comuns entre fotografias, permitem a junção entre fografias de faixas contíguas (recobrimento lateral).

24 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA Distribuição dos centros principais, transferidos e pontos auxiliares FX : t w FX : t w z FX : w z A B A B C B C

25 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA Distribuição dos centros principais, transferidos e pontos auxiliares FX FX : : FX : t t w z A A B B C

26 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA RESTITUIÇÃO 1- determinar uma rede de pontos de controle suficientemente densa (pontos facilmente identificados nas fotos e com as posições conhecidas no terreno) 2- estabelecidos os pontos de controle e representados na Folha Base na escala requerida, por meio das coordenadas, transfere-se para a folha base os pormenores fotográficos de importância cartográfica (rios, estradas, pontes...). Dificuldade Direção do Vôo Fotoíndice número de pontos de controle Métodos topográficos custo tempo Método de laboratório (Triangulação Radial) número de pontos de controle (terreno) estabelece-se pontos suplementares de controle

27 Aerosketchmaster a) b) c) d-e) f) RESTITUIÇÃO a) pontos principais e transferidos (Pontos Radias) ( + número) b) pontos de controle do terreno ( + Letra) c) Pontos Auxiliares ( + número), ser comum no mínimo 3, na área mediana do recobrimento lateral fácil identificação(cruzamentos de estradas, etc...) d) relevo acidentado + pontos (picos e fundos de vales), transferir esses pontos para todas as fotografias na qual aparecem. e) Corta-se papel vegetal, transfere-se todos os pontos, liga-se os pontos - Linhas radiais e Linha axial (molde ou templeto templet ) f) Faz-se a montagem desses moldes sobre a folha base previamente preparada e que conterá os pontos de controle do terreno. Folha base representa área a ser restituída.

28 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA RESTITUIÇÃO Foto Folha Base

29 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA RETIFICAÇÃO - Sistema de Posicionamento Global - GPS

30 RETIFICAÇÃO - Sistema de Posicionamento Global - GPS

31 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA ELABORAÇÃO DE CARTAS Projetores Balplex Mesa traçadora Manuscrito do mapa Modelo Obtendo uma carta planialtimétrica Pontos de controle no campo - mínimo de 6 para nivelamento - programas de correções Orientação interna - montagem das fotografias - visão estereoscópica Orientação relativa - reprodução do modelo estereoscópico momento da exposição da câmara Orientação absoluta - escolha da escala desejada para o modelo e seu nivelamento em relação a um plano de referência

32 Pontos de controle

33 Curvas de nível Altitudes Coordenadas horizontais

34 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA TOPOGRAFIA DO TERRENO EQÜIDISTÂNCIAS DAS CURVAS DE NÍVEL 5 m 10 m 20 m ESCALAS 565

35 A IMAGEM AÉREA NA AVALIAÇÃO DO RELEVO DO TERRENO

36 FOTOGRÁFIA AÉREA Exemplos de utilização das fotografias aéreas

37 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOGRAMETRIA ELABORAÇÃO DE CARTAS as fotografias aéreas apesar de proporcionarem uma correta leitura de ângulos, apresentam erros nas leituras de distância devido as mudanças da escala horizontal (distorções das bordas das fotos) Marcheti & Garcia (1978) - Cartas Planimétricas: permite obter a posição horizontal (distância) correta de todas as características naturais e culturais do terreno. - Cartas Planialtimétricas: além de permitir obter a posição correta, nos dá a elevação (nível médio do mar) das características naturais e culturais através de curvas de nível. - Mapas temáticos: uso da terra, estradas, rios, cidades, culturas...

38 FOTOGRÁFIA AÉREA VERTICAL - FOTOINTERPRETAÇÃO ELABORAÇÃO DE CARTAS Obtendo uma carta temática (uso da terra) 1) Cortar os moldes no tamanho da fotografia aérea (filme de poliester) denominado templeto; 2) Fixar com durex (no bordo superior da fotografia aérea) templeto; 3) Identificar a fotografia aérea em cada templeto (faixa, número da fotografia e marcas fiduciais);

39 t w t w z w z % % A B A B C B C A B A B C B C K L K L M L M K L K L M L M ELABORAÇÃO DE CARTAS Obtendo uma carta temática (uso da terra) Linha de vôo Linha de vôo ) Marcar em cada foto os centros principais e transferidos, e transferir para os templetos; 5) Marcar em cada fotografia os pontos auxiliares transferir as posições para o templeto; Y O Y O P O P

40 ELABORAÇÃO DE CARTAS Obtendo uma carta temática (uso da terra) FX : FX : FX : t w t w z w z A B A B C B C

41 ELABORAÇÃO DE CARTAS Obtendo uma carta temática (uso da terra) FX FX : : FX : t t w z A A B B C

42 ELABORAÇÃO DE CARTAS Obtendo uma carta temática (uso da terra) N Fotointerpretação FX FX : : FX : t w z Área Área A B C

43 ELABORAÇÃO DE CARTAS Obtendo uma carta temática -SIG - (uso da terra) Registro Pontos de controle

44 Digitalização na Tela

45 Opções: Classificação Supervisionada Classificação não Supervisionada

46 Área 271,6516 ha

47 PRINCIPAIS RECURSOS VISUAIS DO TERRENO (FOTOINTERPRETAÇÃO) - BACIAS HIDROGRÁFICAS - TOPOGRÁFIA DO TERRENO - HIDROGRÁFIA - COBERTURA VEGETAL - EROSÃO ACELERADA - AÇÃO DO HOMEM - GEOLOGIA E SOLO

48 BACIAS HIDROGRÁFICAS Rio principal perene Constituindo-se numa bacia de 3 a ou 4 a ordem É composta por bacias de ordens inferiores

49 Divisores de água Drenagem

50 TOPOGRÁFIA DO TERRENO

51

52 RELEVO - SOL

53 Carta Clinográfica

54 HIDROGRÁFIA Hidrografia: conjunto das águas correntes ou estáveis de uma região. É formada pela rede de escoadouros naturais (canais, córregos, ribeirões rios, lagos etc.) A rede de escoadouros (canais temporários ou permanentes), é resultado das condições de clima, geologia e solos.

55 HIDROGRÁFIA 1 - Dendrítico = pouco efeito dos controles estruturais/topográficos; 2 - Trepliça 3 - Retangular = climas secos forte controles da estrutura geológica relacionadas a direção das falhas; 4 - Anular 5- Circular = áreas de domos (vulcões ); 6 - Paralelo = clima úmido, com expressivo controle estrutural devido as falhas,fissuras. IMPORTÂNCIA NA FOTOPEDOLOGIA

56 COBERTURA VEGETAL Padrões Fotográficos Cana-de-açúcar Tonalidade Textura Telhado Estrutura Porte Linha de alta tensão Mata

57 COBERTURA VEGETAL Pomar Padrões Fotográficos Cultura anual Tonalidade Textura Telhado Estrutura Porte

58 EROSÃO ACELERADA

59 EROSÃO ACELERADA

60 EROSÃO ACELERADA

61 A IMAGEM AÉREA NA AVALIAÇÃO DO RELEVO DO TERRENO HIDROGRÁFIA

62 EROSÃO LIGAÇÕES DE VERTENTES - Lateralmente Espigão Garupa Esporão

63 EROSÃO TOPOGRAFIA DO TERRENO VERTENTE DECLIVIDADE CURVAS DE NÍVEL Plana Constante Igualmente espaçados Côncava Convexa Diminui à medida que a encosta desce Aumenta à medida que a encosta desce Próximos no cume e afastados na parte baixa Espaçadas no cume e próximas na parte baixa H 2 O EROSÃO

64 EROSÃO LIGAÇÕES DE VERTENTES - Pela parte superior Divisor de águas - Pela parte inferior Talvegue (rios)

65 A IMAGEM AÉREA NA AVALIAÇÃO DO RELEVO DO TERRENO EROSÃO ACELERADA Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) A = R. K. L. S. C. P A= perda média anual de solo por unidade de área, t/ha; R= fator erosividade das chuvas K= fator erodibilidade do solo L= fator comprimento de encosta (CURVAS DE NÍVEL) S= fator grau do declive (CURVAS DE NÍVEL) C= fator uso e manejo P= fator práticas conservacionistas (CURVAS DE NÍVEL) SIG

66 EROSÃO ACELERADA Fator (R) X Fator (LS) X Fator (K) X Fator (C) X Fator (P) Perda t/ha (Tolerância)

67 EROSÃO ACELERADA m Mapa de Tolerância de Perdas de Solos, 1995 Níveis Tolerável 1 vez a tolerância 5 vezes a tolerância 10 vezes a tolerância Área ha 648,60 138,00 474,20 240,00 Níveis > 10 vezes a tolerância Área Urbana Represa Área ha 240,00 39,16 5,52

68 AÇÃO DO HOMEM

69 GEOLOGIA E SOLO Relevo A B A B Posição das unidades de solos no relevo

70 GEOLOGIA E SOLO Topossequências A Latossolos Argissolos Gleissolos B Relevo - Suave ondulado A Latossolos Argissolos Cambissolos Neosssolos B Relevo - Ondulado