AEROFOTOGRAMETRIA DEBORA PETERS E VICTORIA

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CENTRO UNIVERSITÁRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DO ALTO VALE DO ITAJAÍ
UNIDAVI
Acadêmicas: Débora Peters e Victoria dos Santos Boesing
Professor: Alcir José Testoni
Turma: Arquitetura e Urbanismo 3º Fase
AEROFOTOGRAMETRIA
RIO DO SUL
2023
RESUMO
A aerofotogrametria é uma técnica que vem sendo amplamente utilizada em
diversos setores, especialmente na arquitetura, engenharia civil, cartografia e agrimensura.
Com o avanço da tecnologia, tornou-se possível obter dados mais precisos e detalhados do
relevo do solo a partir de imagens aéreas.
Este trabalho tem como objetivo aprofundar o conhecimento sobre a
aerofotogrametria, aliando pesquisa bibliográfica e estudo de casos práticos. Serão
abordados conceitos básicos, como as técnicas e os equipamentos utilizados, bem como os
aspectos legais e éticos envolvidos na coleta de dados.
Por meio deste trabalho, espera-se contribuir para a compreensão e o
aprimoramento da técnica de aerofotogrametria, identificando suas principais aplicações e
desafios atuais.
Palavras Chaves: Mapeamento, Tecnologia , Topografia.
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INTRODUÇÃO
O QUE É AEROFOTOGRAMETRIA?
O termo Aerofotogrametria deriva de fotogrametria de onde vem das palavras
gregas photos, que significa luz, gramma, que significa algo desenhado ou escrito e metron,
que significa "medir". Logo, Fotogrametria, de acordo com suas origens, significaria "medir
graficamente usando luz".
É um dos métodos utilizados para mapear a superfície terrestre, e coletar dados
topográficos através de voo com naves acopladas com câmeras fotogramétricas que
cobrem toda a área a ser mapeada.
Segundo Pimenta et al (2017 ,Capítulo.02)
Dá-se o nome de restituição aerofotogramétrica ao procedimento de determinação
das dimensões e da posição de objetos no espaço, baseando-se em medições
obtidas a partir de imagens digitais aéreas, registradas por intermédio de sensores
aéreos fotogramétricos (sensores fotogramétricos aerotransportados).
Tudo começou em Paris, na França, o balonista e fotógrafo Gaspard-Félix
Tournachon resolveu acoplar uma câmera em um balão e fazer o primeiro registro
aerofotogramétrico em 1858. A foto chamada “Nadar” não resistiu ao tempo e não existe
nenhuma cópia ou registro que demonstre o início da história da aerofotogrametria no
mundo.
Dois anos depois, James Wallace Black e Samuel Archer King conseguiram fazer o
mesmo experimento em Boston, fotografando a cidade a uma altura de 630m. A foto
recebeu o nome de “Boston, as the eagle and the wild goose see It”, em tradução “Boston,
como as águias e os gansos a veem”.
Fonte: https://www.baseaerofoto.com.br/o-que-e-aerofotogrametria/
Foto aérea de Boston em 1860 (James Wallace Black e Samuel Archer King)
Com o passar do tempo tudo foi se aperfeiçoando e modernizando, hoje em dia
utilizamos drones, câmeras de alta resolução e sistemas atualizados, aviões e helicópteros
são utilizados no processo, e são chamados de aeromapas produzindo informações para
dados cartográficos. Os drones conseguem executar voos mais baixos e consequentemente
são capazes de levar dados com enormes precisões.
Podemos listar diversas vantagens em usar a aerofotogrametria:
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https://www.baseaerofoto.com.br/o-que-e-aerofotogrametria/
● análise de fenômenos não detectados pela vista humana;
● obtenção de informações à distância;
● aquisição rápida dos dados possibilitando medições posteriores;
● armazenagem de maiores quantidades de informações;
● monitoramento de informações;
● ajuste da precisão de acordo com as necessidades do projeto/cliente.
A aerofotogrametria pode ser classificada de acordo com a evolução dos equipamentos:
● Fotogrametria analógica: uso de instrumentos analógicos com alta mecânica
de precisão e óptica refinada, mas que possui métodos antigos de processamento de
dados;
● Fotogrametria analítica: seu início é marcado pela popularização dos
computadores cada vez mais potentes, que permitiram o desenvolvimento de cálculos
analíticos;
● Fotogrametria digital: seu marco é o ano 2000, quando foram lançadas as
primeiras câmeras fotogramétricas digitais com tecnologia de captura direta de
imagens digitais.
Podemos ver um exemplo de um restituidor analogico abaixo:
Fonte: http://www.faed.udesc.br/arquivos/id_submenu/891/aula_00.pdf
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http://www.faed.udesc.br/arquivos/id_submenu/891/aula_00.pdf
Outra forma de classificar a fotogrametria é em relação à localização da câmera:
● Fotogrametria Área: captura as fotografias por meio de uma câmara de
precisão montada em uma aeronave;
● Fotogrametria terrestre: captura as imagens a partir de uma posição fixa no
terreno;
● Fotogrametria espacial: fotografias ou imagens extraterrestres, nas quais a
câmera está fixada na Terra, na lua, em um planeta ou ainda um satélite artificial;
● Fotogrametria a curta distância: está relacionada à proximidade entre a
câmera e o objeto a ser fotografado.
A imagem abaixo mostra uma foto aérea é uma fotografia, a qual foi obtida por meio da
utilização de uma câmera rigorosamente calibrada.
Fonte: https://adenilsongiovanini.com.br/blog/foto-aerea-o-que-e-e-para-que-serve/
Segundo Segantine, P. (2015).
A Fotogrametria é a técnica que permite o estudo e a definição das formas, das
dimensões e da posição de objetos no espaço, baseando-se em medições obtidas a
partir de fotografias ou imagens digitais. Ela está dividida em Fotogrametria
Terrestre e Fotogrametria Aérea (Aerofotogrametria).
A análise de precisão na aerofotogrametria refere-se ao processo de avaliar a
qualidade e a precisão dos resultados obtidos por meio da técnica fotogramétrica aérea.
Essa análise é essencial para determinar a confiabilidade das medições e garantir que os
dados coletados atendam aos requisitos de precisão necessários para as aplicações
específicas.
Existem várias etapas envolvidas na análise de precisão na aerofotogrametria. A
primeira etapa é a avaliação da qualidade das imagens aéreas, verificando fatores como a
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nitidez, o contraste, a distorção geométrica e a uniformidade da escala em toda a imagem.
A qualidade das imagens é fundamental para garantir medições precisas e confiáveis.
Em seguida, a análise de precisão abrange a calibração das câmeras aéreas. A
calibração envolve determinar os parâmetros intrínsecos da câmera, como distância focal,
distorção radial e coeficientes de distorção, bem como os parâmetros extrínsecos que
descrevem a posição e orientação relativa da câmera em relação à aeronave.
Após a calibração, ocorre a triangulação aérea, que é o processo de determinar as
coordenadas 3D dos pontos terrestres com base nas medições de imagem. A análise de
precisão nessa etapa envolve a avaliação da qualidade da solução de aerotriangulação,
incluindo a precisão das coordenadas dos pontos de controle e a distribuição dos resíduos
de ajuste.
Além disso, a análise de precisão também é realizada na fase de restituição
fotogramétrica, em que os objetos e características são extraídos das imagens aéreas para
gerar produtos finais, como modelos digitais de elevação, ortofotografias e mapas.
Na aerofotogrametria, são utilizadas diversas técnicas e equipamentos para capturar
imagens aéreas de alta precisão. Alguns dos principais são:
● Aeronaves: São usadas aeronaves, como aviões ou drones, para realizar a
captura das imagens aéreas. Os drones têm se tornado cada vez mais populares
devido à sua flexibilidade, custos mais baixos e facilidade de operação.
● Câmeras: São utilizadas câmeras especiais para capturar as imagens aéreas.
Essas câmeras podem incluir câmeras fotogramétricas tradicionais, que capturam
imagens em filme, e câmeras digitais de alta resolução, que armazenam as imagens
em formato digital.
● Sistemas de posicionamento global (GPS): Os equipamentos de
aerofotogrametria geralmente estão equipados com receptores GPS de alta precisão
para fornecer informações de localização geográfica precisa das imagens capturadas.
Isso é essencial para a posterior análise e processamento dos dados.
● Unidades de medição inercial (IMU): As IMUs são dispositivos que medem a
aceleraçãoe a taxa de rotação da aeronave em vários eixos. Essas informações são
usadas para corrigir os deslocamentos e distorções causados pelo movimento da
aeronave durante a captura das imagens.
● Softwares de processamento: Após a coleta das imagens, são utilizados
softwares especializados para processar os dados e criar produtos finais, como
modelos digitais de elevação, ortofotos e mapas tridimensionais. Esses softwares
realizam o processamento fotogramétrico, que envolve a reconstrução 3D do terreno
a partir das imagens aéreas.
Aplicações da aerofotogrametria
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● Engenharia e Arquitetura e Urbanismo: drones de fotogrametria podem ser
usados para criar modelos tridimensionais de equipamentos e prédios;
● Construção: a agrimensura ou levantamento com a fotogrametria pode
revelar informações sobre a área onde se vai construir, além de outros usos;
● Agrimensura: agrimensores em diversos tipos de indústria fazem uso da
fotogrametria quando seus clientes precisam entender a topografia de uma região;
● Imóveis: corretores estão usando drones para fazer modelos 3D de casas à
venda, e inclusive oferecendo tours virtuais; essa técnica se popularizou durante a
pandemia.
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REFERENCIAL TEÓRICO
O livro "Basic Principles of Photogrammetry" de J.C. McGlone, publicado em 2000
pela American Society of Photogrammetry and Remote Sensing, oferece uma
fundamentação teórica sólida sobre aerofotogrametria. O autor aborda os princípios básicos
da fotogrametria, que é a ciência e a técnica de obter medições e informações precisas a
partir de fotografias aéreas.
A aerofotogrametria desempenha um papel crucial na obtenção de informações
precisas sobre a superfície terrestre, permitindo a criação de mapas, modelos digitais de
elevação, análise de terrenos, entre outros.
Ao longo do livro, McGlone utiliza exemplos ilustrativos e figuras para facilitar a
compreensão dos conceitos teóricos. Ele também fornece a captura de imagens ate o
processamento de dados, e inclui uma visão geral das tecnologias e tendências recentes na
área, como a fotogrametria digital e o uso de drones na aquisição de imagens
Alguns dos principais tópicos abordados no livro incluem:
Uma visão geral da história, princípios e aplicações da fotogrametria, bem como a
importância do uso de fotografias aéreas na obtenção de informações precisas sobre a
superfície terrestre.
São apresentados também os conceitos de triangulação aérea, que é o processo de
determinação da localização precisa dos objetos fotografados com base em observações de
diferentes pontos de vista.
E a análise de precisão, que são discutidos os métodos utilizados para avaliar a
precisão dos produtos gerados pela fotogrametria, como modelos digitais de elevação e
ortofotos.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
A aerofotogrametria vem se aperfeiçoando e inovando em termos de tecnologias, é
uma arte com informações confiáveis,muito usada por arquitetos,engenheiros, topógrafos e
demais profissionais da área.
Segundo . (McGlone, 2004).
A fotogrametria é definida pela Sociedade Americana de Fotogrametria e
Sensoriamento Remoto (ASPRS) como “a arte, a ciência e a tecnologia de obter
informações confiáveis sobre objetos físicos e o meio ambiente, por meio de
processos de gravação, medição e interpretação de imagens e representações
digitais de energia padrões derivados de sistemas de sensores sem contato”
(Colwell, 1997:3).
No livro o autor se refere onde a prática geral por fotogrametria no campo usar
apenas uma câmera e lente, tripés, estabilizadores, drones, equipamentos de fotografia
HDRI, uma escala de cores e um cartão cinza podem ser usados adicionalmente.
Salientando as questões climáticas que interferem na qualidade das imagens. Ele frisa
muito ao decorrer do livro a importância da aerofotogrametria pois ela oferece uma visão
ampla e com escala adequada para facilitar a visualização e a compreensão.
A triangulação aérea é um elemento de grande importância ele representa o
processo para determinar a posição e orientação corretas de cada imagem, em uma série
de imagens aéreas, resultando em um mapa onde se torna a maneira mais precisa como se
os dois olhos humanos trabalham juntos para medir a distância, o que é chamado de
percepção de profundidade, obtendo um resultado muito preciso podendo calcular
coordenadas tridimensionais de elementos de uma área.
Outro aspecto importante que o livro retrata é o modelo Digital de Elevação onde é a
coleta de dados com coordenadas X Y e Z, onde X e Y são referências de localização
tradicionais de latitude-longitude e Z representa a elevação ou altura do ponto ou célula.
Podemos destacar alguns exemplos para o uso como:
● Planejamento ambiental;
● Aplicações militares;
● Respostas de emergência;
● Mapas topográficos;
● Planejamento de transporte;
● Transporte marítimo;
● Levantamento e análises geológicas;
● Funções hidrológicas;
● Análise de inclinação e de aspecto;
● Delineando redes de drenagem e captação;
● Análise de visualização;
● Simulações 3D;
● Análise de alterações;
● Ortorretificação;
● Mapeamento de contorno.
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CONCLUSÃO
Ao estudar sobre o assunto abordado compreendemos que a aerofotogrametria
permite a produção de mapas e cartas topográficas com uma visão ampla e uma escala em
alta resolução da superficie abordada, economizando tempo e dinheiro comparando a
métodos antigos. O que torna esta tecnologia interessante é sua aplicação prática na
arquitetura e na construção ,ela pode servir para auxiliar desde o planejamento
territorial até a orientação de um edifício em uma fase específica do projeto. Além disso,
a tecnologia avançada dos drones e a evolução das técnicas de processamento de
dados vêm expandindo as possibilidades da aerofotogrametria. Agora é possível a
criação de modelos 3D mais precisos, a partir de uma grande quantidade de imagens
que podem ser obtidas de maneira mais rápida e eficiente.
Com isso, a aerofotogrametria tem demonstrado ser uma ferramenta potente
para a arquitetura e o urbanismo. Ao permitir uma visão mais ampla do ambiente
construído, essa tecnologia tem um impacto significativo na concepção e execução de
projetos, contribuindo para uma construção mais sustentável, segura e eficiente.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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https://www.baseaerofoto.com.br/o-que-e-aerofotogrametria/ > Acesso em 13 de junho de
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https://www.pixforce.com.br/post/o-que-e-aerofotogrametria > Acesso em 13 de Junho de
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McGlone, J. C (2000). Basic Principles of Photogrammetry, American Society of
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