História da fotogrametria. Fotogrametria aérea / terrestre. História da fotogrametria. Câmaras métricas Fotogrametria

Transcrição

1 É a arte, ciência e tecnologia usada para a recolha de informação métrica e interpretativa dos objetos, por meio da medição e interpretação de imagens recolhidas através de registos na banda espectral do visível (definição da American Society of Photogrammetry) Ocupa-se da medição, análise e interpretação de fotogramas com vista à classificação e determinação de posições e dimensões reais dos objetos neles representados Fotografia: φως (phos - luz") + γραφη (graphê - escrita ) O seu objetivo é, com base em medidas sobre os fotogramas, adquirir coordenadas de pontos, permitindo o cálculo de distâncias, áreas e ângulos, sendo a aplicação mais comum a elaboração e atualização de cartografia História da fotogrametria Na década de 1820 Nicéphore Niépce inventa a fotografia; Em 1839 Louis Daguerre anuncia o processo fotográfico: daguerreótipos (sem negativo) Em 1840 o geodesista Arago (Acad. Fr. Ciências) demonstra a aplicabilidade da fotografia na elaboração de cartografia Daguerriótipo de Edgar Allen Poe, 1848 História da fotogrametria aérea / terrestre Em 1849 o coronel Laussedat é o primeiro a aplicar a fotografia na elaboração de cartografia processo de Iconometria 1861 processo fotográfico a três cores 1891 George Eastman promoveu o filme em rolo 1891 F. Stoltze: princípio da marca flutuante, usada nas medições em estereoscopia 17 / 12 / 1903 Primeiro voo: irmãos Wright 1909 Pulfrich inicia experiências com pares estereoscópicos e desenvolve o 1.º estereocomparador 1913 Primeira utilização de avião para aquisição de imagens 1924 Otto van Gruber: equações de perspetiva que se tornam o fundamento da fotogrametria analítica 1936 Robert Ferver: 1.º instrumento para produção de ortofotomapas Com a invenção do computador, salto para a fotogrametria analítica Hoje: câmaras métricas digitais com câmara métrica com câmara métrica Distância focal e ângulo de abertura Distância focal (f) distância da lente ao ponto onde se fundem os raios luminosos no centro da lente é constante, ou seja, não permite fazer variar a profundidade de campo não há zoom Ângulo de abertura depende do tipo de câmara super grande angular f = 85 mm; âng. ab. = 125 gon grande angular f = 153 mm; âng. ab. = 94 gon intermédia f = 210 mm; âng. ab. = 76 gon normal f = 305 mm; âng. ab. = 56 gon normal f = 610 mm; âng. ab. = 30 gon Câmaras métricas Máquinas fotográficas são câmaras métricas Dispositivo de arraste do negativo durante a exposição de modo a compensar o movimento da plataforma Sistema de suspensão que isola câmara das vibrações da plataforma Sistema de orientação e nivelamento que compensa a atitude da plataforma durante o voo 1

2 Fotografias aéreas Escala Fotografia oblíqua Fotografia vertical (inclinação < 5º) Escala varia de ponto para ponto de acordo com a variação de altitude e a altura dos objetos Escala = f / a Objetos mais elevados aparecem a uma escala maior A variação de escala designa-se desfasamento do relevo e é diretamente proporcional à altura dos objetos, e inversamente proporcional à altura de voo. Também aumenta com a distância ao ponto principal. Relações de colinearidade Refletem a condição teórica de que a luz refletida por um ponto (A), e que se propaga em linha reta, irá passar no centro da lente e dar origem à imagem (a) do referido ponto. Relações de colinearidade atitude da plataforma Permitem modelar analiticamente a geometria da imagem e o seu relacionamento com o objeto (obter as coord. no terreno de qualquer ponto na fotografia) Determinação de alturas Semelhança de triângulos (numa única fotografia) Restituição fotogramétrica base fotográfica plano da fotografia base real região sobreposta 2

3 Visão estereoscópica Coordenadas de um ponto do terreno bem identificado nas duas imagens podem ser medidas por meio de equipamento fotogramétrico (monocomparadores e estereocomparadores) Equipamento p = distância entre os pontos a l e a r : 3 fases Par estereoscópico é um par de fotografias com sobreposição longitudinal >60% (e lateral, caso haja, >30%) 1) Orientação interna (feita individualmente a cada fotografia de um mosaico) = dar as coord. das marcas fiduciais, a distância focal e o mapeamento da distorção da lente para obter as coord. do centro de colimação 2) Orientação relativa Reconstroem-se as posições geométricas das fotografias (par a par) relativamente ao momento em que foram feitos os disparos através de rotações e translações sobre as imagens Orientação relativa Orientação relativa: pontos de von Gruber Paralaxe é o deslocamento aparente da posição de um objeto em relação a uma dada referência. É causado pela mudança de posição de observação. Remove a componente py Como a componente de paralaxe em x (px) é função apenas da elevação pode ser removida baixando ou subindo a marca de referência, considerando os pontos de van Gruber segue-se um ajuste por mínimos quadrados 3

4 3) Orientação absoluta O resultado da orientação relativa é um modelo tridimensional, após a orientação relativa: sem sistema de coord. cartográficas, e sem referência altimétrica Pontos fotogramétricos Fazer medidas sobre as fotografias e com coordenadas ligadas à rede geodésica pretendida (levantados com outros métodos de posicionamento e disponíveis previamente (sabe-se a altimetria) pontos de passagem, que identificam o mesmo objeto num modelo (par de fotografias) Orientação externa Um método alternativo à sequência OI OR OA é a sequência OI OE necessita das coordenadas-terreno do centro de projeção (N) 6 elementos: 3 translações X Y Z / 3 rotações f, w, k restituição mecanismo de arrasto do filme 4

5 Processo de produção cartográfica a partir de fotogrametria 5