FOTOGRAMETRIA

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FOTOGRAMETRIA
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UTILIZAÇÃO DA FOTOGRAFIA AÉREA EM CARTOGRAFIA
FOTOINTERPRETAÇÃO interpretação da forma e
aspecto (cor, textura, brilho) para identificação
dos objectos com fins temáticos.
estrada
rio
floresta
terrenos agrícolas
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FOTOGRAMETRIA conjunto de métodos que, com base
em fotografia, permitem obter informação
geométrica sobre os objectos fotografados
(medição da forma e posição de objectos que
aparecem numa imagem do terreno). É um método de
teledetecção. LEVANTAMENTO FOTOGRAMÉTRICO aplica
ção dos métodos da fotogrametria ao trabalho
topográfico, para representar a forma do terreno
e coordenar pontos (M, P, H).

• VANTAGENS
• muita informação
• usada em qualquer altura
• cartografia de pontos de difícil acesso
• mais rápido
• permite cartas temáticas

• DESVANTAGENS
• menos prreciso (escala)
• objectos não visíveis não são cartografados

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Elaboração de cartas topográficas (obter a forma
e dimensão dos objectos)
Fotografia aérea é usada na
Elaboração de cartas temáticas (saber o que são
os objectos)

• A fotografia aérea por si só não é suficiente
  para a elaboração de cartas.
• É necessário fazer a COMPLETAGEM com informação
  obtida no terreno
• cartas topográficas para a correcção da
  geometria da fotografia aérea, são necessários
  pontos do terreno de coordenadas conhecidas e bem
  visíveis na foto - PONTOS DE APOIO FOTOGRAMÉTRICO
• cartas temáticas confirmar no terreno a
  interpretação dada aos objectos

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FOTOGRAFIA É UMA PROJECÇÃO CÓNICA
Nas fotos verticais o nadir, o ponto principal e
o isocentro coincidem N P I
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• TIPOS DE FOTOGRAFIA
• (segundo a orientação do eixo óptico)
• fotos terrestres
• fotos aéreas
• verticais (inclinação lt 3º)
• oblíquas altas ( com o horizonte na foto)
• oblíquas baixas ( sem o horizonte na foto)

Como obter cartas topográficas a partir de
fotografias ?
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PROJECÇÃO CÓNICA
Na projecção cónica as imagens das linhas
verticais irradiam do Nadir
Os pontos A e B, na mesma vertical, aparecem
deslocados ao longo de uma recta que passa no
Nadir.
Este efeito faz com que as imagens de pontos a
diferente altura sofram um deslocamento de
paralaxe Dr
Esse deslocamento é tanto maior quanto maior for
o afastamento r do Nadir,
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COMPARAÇÃO DA GEOMETRIA DE UMA CARTA TOPOGRÁFICA
E DE UMA FOTOGRAFIA VERTICAL
PROJECÇÃO ORTOGONAL
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CARTA TOPOGRÁFICA v.s. FOTOGRAFIA AÉREA
Fotografia aérea
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ESCALA DA FOTOGRAFIA AÉREA
?aOb ? ?AOB
distância focal f
A
altura de voo

• Sendo A a altura média de voo sobre o terreno, a
  escala que se obtém é uma escala média.
• Pontos mais baixos do terreno terão uma escala
  menor e pontos mais elevados terão uma escala
  maior. A escala na foto não é constante.

cota do terreno H
datum altimétrico
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CARACTERÍSTICAS DAS FOTOGRAFIAS AÉREAS
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DESLOCAMENTO DE PARALAXE
?Oab ? ?OAM
?Opb ? ?BAM

• deslocamento é radial a partir de p
• deslocamento aumenta radialmente
• deslocamento é proporcional à diferença de cota
• menor H, maior escala, maior deslocamento

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CARACTERÍSTICAS DAS FOTOGRAFIAS AÉREAS
ALTURA DE VOO SOBRE O TERRENO, H
Para distâncias focais f 300 mm
baixa altitude lt1500 m
escala 1/5000 média altitude 1500 m -
5000 m escala 1/5000 - 1/17
000 grande altitude gt 5000 m
escala lt1/17 000
Maior altura de voo, maior terreno fotografado,
mas menor precisão do relevo
Admitindo ?r 0.2 mm como erro de graficismo Na
escala 1/5000 (baixa altitude) 5000 x 0.2 1000
mm 1 m pode-se obter curvas de nível com E gt
2 m Na escala 1/20 000 20000 x 0.2 4 000 mm 4
m pode-se obter curvas de nível com E gt 5 m
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CARACTERÍSTICAS DAS FOTOGRAFIAS AÉREAS
C centro da foto A posição do centro da foto é
determinada a partir das marcas fiduciais
Referencial fiducial eixos uu e vv
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CARACTERÍSTICAS DAS FOTOGRAFIAS AÉREAS
DIMENSÕES DA FOTOGRAFIA 230 mm x 230 mm
Considerando i) erro planimétrico máximo
admissível ?r 0.2 mm ii) altura de voo H
2500 m iii) a maior distância radial r 162.6
mm
i.e., desníveis de 3 m não irão provocar
deslocamentos de paralaxe máximos iguais ao erro
de graficismo, não provocando alterações notáveis
no posicionamento planimétrico. Se as variações
de relevo são inferiores a 3 m podemos admitir o
terreno plano e considerar que a foto é uma carta
fotográfica
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COBERTURAS FOTOGRÁFICAS

• IDENTIFICAÇÃO
• Nº VOO
• Nº FIADA
• Nº FOTO

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COBERTURAS FOTOGRÁFICAS
B - aerobase
SOBREPOSIÇÃO LONGITUDINAL 60
Conceitos B - AEROBASE b FOTOBASE D LARGURA
FOTOGRAFADA CENTRO DA FOTO CENTRO TRANSFERIDO
Sobreposição longitudinal 60
SOBREPOSIÇÃO LATERAL 20 - 30
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Sentido do voo
c e c são os centros transferidos,
respectivamente da foto anterior e da posterior
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PAR ESTEREOSCÓPICO
Três fotos consecutivas da mesma fiada com 60
de sobreposição longitudinal. 60 da imagem da
foto 2 aparece também na foto1. Do mesmo modo 60
da imagem da foto 2 aparece na foto 3. As fotos 1
e 2 constituem um par estereoscópico. O mesmo
sucede com as fotos 2 e 3.
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PAR ESTEREOSCÓPICO
CENTRO DA FOTOGRAFIA E CENTRO TRANSFERIDO
O centro da foto ou ponto principal marca-se a
partir da intersecção dos segmentos rectos que
unem as marcas fiduciais. O centro transferido é
a imagem do centro de uma foto noutra foto
consecutiva da fiada.
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VISÃO ESTEREOSCÓPICA
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SEPARAÇÃO DE IMAGENS PARA VISÃO ESTEREOSCÓPICA
Estereoscópio de espelhos
Esquema simplificado de um estereoscópio de
espelhos (com lentes, prismas e espelhos)
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(No Transcript)
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SEPARAÇÃO DE IMAGENS PARA VISÃO ESTEREOSCÓPICA
ANÁGLIFOS
Consiste em separar objectos por utilização de
cores.
A imagem encarnada só é visível quando é vista
através de um filtro de cor diferente (e
complementar, neste caso). Ou seja o olho
esquerdo está impossibilitado de ver o A da
direita uma vez que o filtro tem a mesma cor e
não vai permitir distinguir a referida letra, ou
o que quer que seja dessa cor.
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SEPARAÇÃO DE IMAGENS PARA VISÃO ESTEREOSCÓPICA
ALTERNADORES DE IMAGEM
Método utilizado na fotogrametria numérica.
Duas imagens digitais constituindo o par
estereoscópico são visualizadas num monitor de um
computador, sobrepostas mas alternadamente. A
frequência de refrescamento do monitor tem que
ser superior a 120 Hz para garantir que cada
imagem é disponibilizada a 60Hz.
Óculos de cristais líquidos LCD e emissor de
infravermelhos que sincroniza a obturação das
lentes com a disponibilização das imagens no ecrã
As lentes dos óculos têm cristais LCD que podem
obstruir a passagem de luz através das próprias
lentes. Por outro lado, o software disponibiliza
integral e alternadamente a imagem esquerda ou a
imagem direita no monitor. O emissor,
sincronizado com o computador, tornará a lente
pertinente opaca conforme a imagem que for
disponibilizada pelo computador na mesma fracção
de segundo.
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OPERAÇÕES EM PARES ESTEREOSCÓPICOS
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FOTOBASE AJUSTADA
Fotobase b B x escala sendo B a distância
percorrida pelo avião entre 2 fotos
- em terreno plano a distância entre o centro p1
e o centro transferido p2 é igual à fotobase -
se p1 e p2 não estiverem à mesma cota, então a
distância entre p1 e p2 não será igual à fotobase
Para cada altitude há uma fotobase ajustada.
As fotobases ajustadas são determinadas em
relação a um ponto Q que se encontra a um nível
p0 .
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Medição da fotobase ajustada num par
estereoscópico
Fotobase b B x escala
Pretendendo-se a fotobase ajustada à altitude do
ponto q i) orienta-se o par estereoscópico ii)
mede-se a distância ß entre os centros das fotos,
segundo a direcção do voo, e iii) a distância d
entre as imagens do ponto q nas duas fotografias.
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PARALAXE ESTEREOSCÓPICA
Considerando o referencial fiducial das foto,
cada ponto é definido por um par de
coordenadas. A paralaxe estereoscópica de um
ponto é o módulo da diferença entre as
coordenadas segundo a linha de voo desse ponto,
nas duas fotos do par estereoscópico
pxq - é a paralaxe do ponto q Aq é a altura de
voo em relação ao ponto q.
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DIFERENÇA DE PARALAXE E DESNÍVEL
A paralaxe estereoscópica de um ponto é igual à
fotobase ajustada a esse ponto.
Pontos de igual cota, tendo a mesma fotobase, têm
a mesma paralaxe estereoscópica. Esta propriedade
das fotografias verticais é utilizada para
determinar a diferença de cota entre os pontos da
foto.
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Medição da diferença de paralaxe num par
estereoscópico orientado
Diferença de paralaxe entre os pontos q e p
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Processamento de fotografias
Restituidores digitais Fotografias digitais num
computador com capacidades de processamento de
imagem. As imagens aparecem em ecran para
interpretação pelo operador e respectivo
processamento da imagem, ou são sujeitas a uma
correlação de modo a formar um modelo digital
altimétrico do terreno e extracção do detalhe.
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ORTOFOTOMAPAS
Ortofotografias (ortofotos) são fotografias
aéreas rectificadas, com escala uniforme, nas
quais os deslocamentos de paralaxe devido ao
relevo e inclinação foram removidos da imagem. Os
objectos passam a estar representados numa
projecção ortogonal e têm as características
geométricas de um mapa, com toda a informação
contida na foto original.
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OBTENÇÃO DE ORTOFOTOMAPAS
A imagem fotográfica do terreno apresenta-se
distorcida devido a diversos fatores inerentes ao
processo fotográfico, tais como

• Projecção central da fotografia
• Variação da topografia do terreno
• Distorção provocada pelo sistema de lentes da
  câmara fotográfica
• Variações na altitude de vôo da aeronave
• Curvatura da terra.

Não se pode efetuar medidas de coordenadas,
distâncias e áreas diretamente sobre a fotografia.
Para obter um Ortofoto é necessário corrigir a
distorção da imagem. A projeção central é
transformada em projeção ortogonal, a curvatura
da terra e a topografia do terreno é corrigida de
modo a tornar a escala homogénea. A imagem é
"achatada, esticada e comprimida" até que as
feições do terreno apareçam na sua correcta
posição e em escala homogénea.
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ORTOFOTOMAPAS

• Produção de ortofotos requer
• fotografias aéreas
• pontos de controlo no terreno
• modelo digital de elevação do terreno (MDET).

O MDET pode ser gerado a partir da fotografia
aérea por técnicas de fotogrametria e
estereocomparação automática ou pode ser derivado
a partir de curvas de nível digitalizadas de
mapas existentes
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OBTENÇÃO DE ORTOFOTOMAPAS
Correcção da distorção das imagens

Fotografia Aérea com malha distorcida
Ortofoto com malha e imagem retificadas
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Ortofoto com curvas de nível e quadrícula
impressas
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ORTOFOTOMAPAS
Um ortofoto digital (ortoimagem) é uma imagem
digital corrigida para a projecção ortogonal. A
imagem consiste numa matriz de pixéis que
registam o valor da reflectância do terreno para
cada pixel. A resolução da imagem é definida pela
dimensão do pixel. As imagens podem ser obtidas
por câmaras digitais ou obtidas por digitalização
de fotografias aéreas.
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ORTOFOTOMAPAS
Resolução das imagens
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ORTOFOTOMAPAS
Resolução das imagens
A resolução a escolher depende da escala a que se
pretende trabalhar
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Coberturas de ortofotos - Instituto Geográfico
Português - IGP
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Coberturas de fotografia aérea - IGP