A Fotogrametria Digital

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.

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.

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)

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.

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

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.

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

A formação da imagem digital

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

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

Armazenamento 20 dpi 10 dpi

Campo de visão 20 dpi 10 dpi

A imagem digital exemplo 1 O tom de cinza em uma imagem digital 128 192 192 192 255 0 128 192 128

A imagem digital exemplo 2 Imagem a 10 dpi

A imagem digital exemplo 3

A imagem digital exemplo 4

Numerizar! Tome uma foto aérea...

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

Numerizar! e então você tem uma imagem numerizada!

A criação da imagem digital

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 = 84.640.000 armazenamento B/P : armazenamento em cores : 84 MB 252 MB e tudo isso para apenas uma imagem!

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

Capacidade de Armazenamento Tam. do dpi Tam. da imagem (MB) pixel (µm) (23 cm x 23 cm) B/P colorida 5 5080 2116 6348 7,5 3386 940 2821 10 2540 529 1587 15 1693 235 705 20 1270 132 396 25 1016 84 252 30 847 58 174

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 = 25.400 µm/ (15 µm) dpi = 25.400/15 dpi = 1693 dpi

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 40.000/1.000.000 m = 0.5 m

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).

Example: Terrain Editor

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.

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!

Ortofoto - exemplo

Ortofotos Verdadeiras

Sistemas de visualização estéreo Split Screen

Sistemas de visualização estéreo Polarização Passiva

Sistemas de visualização estéreo Polarização Ativa

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

Coleta de dados - Vetorização

Mosaico - Exemplo

Mosaico + vetores sobrepostos - Exemplo

O sensores digitais aéreos Câmara digital Câmara analógica

O Sensor Digital instalado no avião

Visor do Operador Controle de Voo

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

Sensor de varredura x Sensor convencional

Efeito da perspectiva

Imagens pancromáticas e espectrais