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CÂMERAS FOTOGRAMÉTRICAS Prof.ª Débora Simões Disciplina: Fotogrametria Básica Curso: Técnico em Geoprocessamento Introdução Fotogrametria Básica • No início: câmera de furo (ou buraco de agulha, furo de alfinete = “PINHOLE”). • Constituída de uma caixa escura na qual é feitor um pequeno orifício por onde passará a luz e, na face oposta ao orifício, pode ser colocado um negativo fotográfico, que será impressionado pela luz proveniente do orifício. Problemas foco, tempo e espelhamento Introdução Fotogrametria Básica Como resolver? Lentes + diafragma Fonte: OLIVEIRA (2020). Principais partes da câmera fotogramétrica Fotogrametria Básica • Cone: suporte para o sistema de lentes fixado em relação à superfície inferior do cone. • Superfície superior do cone contém o plano focal que possui as marcas fiduciais: materializam o sistema fotográfico. • Objetiva: sistema de lentes concentra os raios luminosos oriundos do ponto objeto para um mesmo ponto imagem. • Obturador e diafragma regulam o fluxo luminoso que atingirá o filme em cada exposição. • Magazine armazenar, avançar e aplainar o filme e possui um dispositivo de compensação de arrastamento. Fonte: Coelho e Brito (2007) Fonte: Santos (2014) Principais partes da câmera fotogramétrica Fotogrametria Básica Fonte: Santos (2014) Tipos de câmeras Fotogrametria Básica • Evolução: analógicas digitais ANALÓGICA Filme CCD e CMOS DIGITAL Fonte: Santos (2014) Tipos de câmeras Fotogrametria Básica • CÂMERA MÉTRICA CONVENCIONAL (SANTOS, 2014) • Imagens fotográficas com estabilidade geométrica câmara FOTOGRAMÉTRICA • Voltada para fins cartográficos câmera cartográfica • Possuem marcas fiduciais materializar o sistema referencial fiducial Tipos de câmeras Fotogrametria Básica • CÂMERA MÉTRICA CONVENCIONAL (SANTOS, 2014) • Utiliza rolos de filme para registrar os objetos FOTOGRAFIAS ANALÓGICAS; • Tipo quadro fotográficos fotografias 23 x 23 cm; • Uso de scanners fotogramétricos para transformação de fotografias analógicas em digitais. Tipos de câmeras Fotogrametria Básica O berço é um mecanismo usado para fixar a câmera sobre o orifício na fuselagem (corpo principal da aeronave onde se fixam as asas). DMC (Digital Mapping Camera) • CÂMERA MÉTRICA DIGITAL Fonte: Oliveira (2020) Tipos de câmeras Fotogrametria Básica MÉTRICA NÃO MÉTRICA • Equipamentos com alta estabilidade geométrica; • Valores “baixos” para os Parâmetros de Orientação Interior; • Não variam consideravelmente em curto espaço de tempo; • Calibração geralmente realizada em laboratório (equipamentos específicos) ou por meio de campos de calibração. • Acompanham certificado de calibração. • Equipamentos com baixa estabilidade geométrica; • Valores “altos” para os Parâmetros de Orientação Interior; • Variam consideravelmente em pequeno espaço de tempo devido à temperatura, vibração, impactos, ... • Calibração deve ser realizada periodicamente (indicado a calibração antes de cada levantamento); • Utiliza-se campos de calibração. Fonte: Oliveira (2020) Tipos de câmeras Fotogrametria Básica MÉTRICA NÃO MÉTRICA Tipos de câmeras Fotogrametria Básica É impossível utilizar câmaras não-métricas para mapeamento? Não! Desde que seja feita uma calibração adequada (levantamento e processamento matemático) e todas as distorções significativas sejam modeladas, e os POI utilizados no refinamento de coordenadas. Fonte: Oliveira (2020) Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • Determinação das características geométricas e radiométricas do sensor/câmara (GALO, 2012); • Características geométricas das câmaras são descritas pelos Parâmetros de Orientação Interior (P.O.I.) (OLIVEIRA, 2020); • POI descrição da geometria interna da câmara (OLIVEIRA, 2020); • f, x0, y0, k1, k2, k3, P1, P2, A, B. Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • Deslocamento do ponto principal (x0, y0) • Distorção radial simétrica (k1, k2, k3) • Distorção descentrada (P1, P2) • Afinidade (A, B) Fonte: Oliveira (2020) E R R O S S IS T E M Á T IC O S Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • Deslocamento do ponto principal Fonte: Oliveira (2020) Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • Distorção radial simétrica Resultante da dificuldade do fabricante produzir lentes de curvatura perfeita. Pode ser considerada como sendo a parcela não desejável da refração sofrida por um raio de luz ao atravessar o sistema ótico (GALO, 2012). Fonte: Oliveira (2020) 𝛿r = k1r 3 + k2r 5 + k3r 7 ... Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • Distorção descentrada Provocada pela impossibilidade do fabricante fazer um perfeito alinhamento dos eixos ópticos das lentes que compõem o sistema de lentes (GALO, 2012). Fonte: Oliveira (2020) 𝛿x =[P1(r 2 + 2x2) + 2P2 xy] 𝛿y =[2P1 xy + P2(r 2 + 2y2)] Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • Afinidade Relacionado ao sensor; Modela diferenças de escala e não- perpendicularismo (GALO, 2012). Fonte: Oliveira (2020) 𝛿x afinidade = −A x − x0 + B(y − y0) 𝛿y afinidade = −A (y − y0) Calibração de câmeras Fotogrametria Básica Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO DE LABORATÓRIO Fonte: Oliveira (2020) Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO DE CAMPO • Estelar Fonte: Oliveira (2020) Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO DE CAMPO • Campos Mistos Fonte: Oliveira (2020) Calibração de câmeras Fotogrametria Básica • MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO DE CAMPO • Câmeras convergentes Fonte: Oliveira (2020) Referências bibliográficas COELHO, L.; BRITO, J. N. Fotogrametria digital. UERJ. Rio de Janeiro, 2007. GALO, M. Introdução à Calibração de Câmeras. Notas de Aula: Fotogrametria III. Departamento de Cartografia. UNESP. Presidente Prudente, 2012. OLIVEIRA, H. C. Calibração de Câmeras. Notas de aula da disciplina de Geomática. Departamento de Infraestrutura e Ambiente. FECFAU. UNICAMP, 2020. OLIVEIRA, H. C. Fotogrametria: Introdução e Conceitos Fundamentais. Notas de aula da disciplina de Geomática. Departamento de Infraestrutura e Ambiente. FECFAU. UNICAMP, 2020. SANTOS, D. R. Fotogrametria I: Capítulo III. Departamento de Geomática. UFPR, 2014. Fotogrametria Básica OBRIGADA! Prof.ª Débora Simões debora.simoes@ifsuldeminas.edu.br “Grandes obras são executadas não pela força, mas pela perseverança.” (Samuel Johnson)
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