Fotogrametria II Restituidores Analógicos Julio Kiyoshi Hasegawa 2015
Instrumentos Fotogramétricos (restituidores) Instrumentos restituidores (estereorestituidores) - são instrumentos desenvolvidos para proporcionar resultados rigorosamente precisos de pontos no espaço objeto, a partir das correspondências com as suas imagens (duas). A idéia básica dos restituidores é a formação de um modelo geométrico do terreno (gráfica ou numérica) pela reconstrução dos feixes de raios perspectivos projetados. Figura 1 Formação do modelo estereoscópico.
Classificam-se os restituidores em analógicos, analíticos e digitais. Evolução Analógica - - - - - - - - > Analítica - - - - - - - - - > Digital (70 anos) (20 anos)? anos 1900 -> 1970 1970 -> 1990 1990 ->? Os restituidores analógicos produzem mapas de traço contínuo ou informações numéricas quando conectados a um sistema CAD, precisando para isto a utilização de encoders. Exemplos de conexões CAD: MAXICAD - Maxidata; TeMAP Esteio. Os restituidores analíticos produzem informações numéricas (mais antigos produziam mapas de traço). Os restituidores digitais surgiram no início desta década (90), junto com o desenvolvimento tecnológico, principalmente na informática. Os restituidores digitais trabalham somente com as imagens na forma digital, ou seja, a foto (diapositivo) é uma matriz de intensidades (tons de cinza ou valores RGB dos pixels).
1) Restituidores Analógicos Característica - feixes de raios reproduzidos fisicamente por meios ópticos, mecânicos e ópticos-mecânicos. Figura 2 - Modelo esquemático do B8S Projeção por hastes metálicas.
Figura 3 Modelo esquemático do Topoflex Projeção por feixes de luz.
Classificação dos instrumentos restituidores analógicos 1) quanto a precisão e utilização: a) Antiga (1960): Classificado segundo o seu desempenho: Primeira ordem: restituidores de alta precisão equipado com dispositivo para realizar a aerotriangulação (base dentro, base fora); Segunda ordem: restituidores de alta precisão sem possibilidade de realizar a aerotriangulação; Terceira ordem: restituidores para restituição topográfica. b) Intermediária: Como a classificação antiga provocava situações dúbias, pois instrumentos de alta precisão, como A10, eram classificados como de segunda ordem. Assim Makarovic (Manual da ASP), propôs a seguinte classificação, conforme a sua aplicação: - Universais; - Precisão; - Topográfico; - Terceira ordem. c) Em 1968 Szongolies, no XI ISPR, propôs uma nova classificação baseada somente na precisão dos instrumentos. Restituidores de precisão: precisão planimétrica de +/- 0,015 mm; e altimétrica de +/- 1/10 000 da altura de vôo. Restituidores topográficos: precisão planimétrica de +/- 0,050 mm e altimétrica de +/- 2.5/10 000 da altura de vôo. Restituidores simples: precisão planimétrica de +/- 0,200 mm e precisão altimétrica de 2/1000 da altura de vôo.
d) No X C.B.C. em Brasília 1981, José Moura Notari, propôs uma classificação considerando a utilização, de forma mais genérica. Universais: realiza a aerotriangulação para restituição e restitui em qualquer escala. Precisão: aerotri p/ mapear em escalas pequenas e médias e rest. em qqer escala. Topográfico: aerotri. Em escalas pequenas e rest. em escalas médias e pequenas 1.1) Classificação quanto à construção (sistema de projeção) a) instrumentos de projeção óptica: primeiro restituidor desenvolvido para fotografias aéreas (Gasser 1915). partes das imagens do par estereoscópio são projetadas opticamente sobre uma mesa de referência, que são providos de marcas flutuantes ou marcas de medição.
Figura 4 Instrumento de projeção óptica -Multiplex Figura 5 Instrumento de projeção óptica - Topoflex
b) Instrumentos de projeção mecânica: Os feixes de raios projetados são substituídos por hastes mecânicas. c) Instrumentos de projeção óptico-mecânica: Observação é feita através de um sistema telescópio auxiliar. 1.2) Principais Componentes: - Sistema de projeção; - Sistema de observação; - Sistema de medição; e - Sistema de traçado. 1.2.1) Sistema de projeção Projeta as imagens do par de fotos (diapositivos) para o espaço-modelo do instrumento.
a) Sistema de projeção óptica Figura 6 Sistema de projeção por feixes de luz. diapositivos iluminados por cima; para focalizar o modelo estereoscópio, as lentes objetivas devem satisfazer a equação da lente: 1/f = 1/p + 1/h h -> distância de projeção; p -> distância principal (imagem ao ponto nodal); f -> distância focal da lente. Obs: variação da profundidade no modelo depende da profundidade de campo da lente. Um dos valores que determinam as escalas mínimas e máximas do modelo. profundidade de campo anterior: pa = h[c/(d + C)] profundidade de campo posterior: pp = h[c/(d - C)] D - abertura do diafragma; C - acuidade visual, no espaço objeto.
b) Sistema de projeção mecânica - utiliza-se de um par de hastes metálicas convergentes, passando pelos eixos cardas, materializando os centros perspectivos dos projetores. Figura 7 Sistema de projeção por hastes metálicas.
- alguns têm paralelogramo de Zeiss Figura 8 Sistema de projeção mecânica paralelogramo de Zeiss. c) Sistema de projeção óptico-mecânica Figura 9 Sistema de projeção ópticomecânico. - projetores com as mesmas características da câmara (princípio de Porro-Koppe).
princípio de Porro-Koppe: sistema óptico empregado na tomada da foto (aplicando o princípio da reversibilidade dos raios luminosos). 1.2.2) Sistema de observação a) Instrumentos ópticos - Observação direta no modelo * através de filtros anaglifos; * através de filtros polarizados; * cintilamento (alternando as imagens). b) Instrumentos mecânicos - observação ortogonal do diapositivo
Figura 10 Sistema de observação direta do diapositivo - ortogonalmente.
c) Sistema óptico-mecânicos - observação é feita por um sistema telescópico. Figura 11 Sistema de observação direta do diapositivo. 1.2.3) Sistema de medição a) para sistemas ópticos marca luminosa, colocado no centro de uma plataforma (parte da mesa traçadora) mov. vertical registrado no contador da mesa. mov. horizontal (adaptando um sistema de reticulado no modelo) b) para sistemas óptico-mecânicos e mecânicos duas marcas de medição, uma em cada caminho óptico coincidências das marcas. (estereoscopia)
1.2.4) Sistema de traçado a) sistemas diretos / pantógrafos por pantógrafo acoplado à mesa de referência. diretamente no plano de projeção do modelo, usando a mesa como dispositivo traçador. Figura 12 - Sistema de traçado com pantógrafo b) Sistemas coordenatógrafos coordenatógrafos conectados com o instrumento, mecanicamente ou eletronicamente. instrumentos devem possuir manivelas X e Y, para transmitir os movimentos ao coordenatógrafo. Figura 13 Sistema de traçado por coordenatógrafo.
c) Sistemas eletrônicos movimentos são registrados eletronicamente; usa-se de encoders sincronizados com o movimento que geram sinais elétricos; Obs: Existem os restituidores híbridos: que são de projeção analógica e tendo como saída dados numéricos, conectados a computadores digitais.
Exemplos de instrumentos restituidores: Na FCT Laboratórios do Departamento de Cartografia B8S - WILD / Projeção mecânica
A10 - WILD / Projeção mecânica
TOPOCART D - ZEISS / Projeção mecânica
ESTEREOMETROGRAFO D - ZEISS / Projeção mecânica. Outros
A8 - WILD / Projeção mecânica
TOPOFLEX - ZEISS / Projeção Óptica