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Aulas I - 2013 - Princípios de Fotogrametria

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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
Mário Luiz Lopes ReissMário Luiz Lopes Reiss
Prof. Dr. Em Ciência CartográficasProf. Dr. Em Ciência Cartográficas
ESPECIALIDADE: FOTOGRAMETRIA E COMPUTAÇÃO DE IMAGENSESPECIALIDADE: FOTOGRAMETRIA E COMPUTAÇÃO DE IMAGENS
Universidade Federal do Rio Grande do SulUniversidade Federal do Rio Grande do Sul
Instituto de GeociênciasInstituto de Geociências
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FOTOFOTOGRAMGRAMMETRIAMETRIA
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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FOTOFOTO ==PHOTOSPHOTOS =LUZ =LUZ 
GRAMGRAM ==GRAMMAGRAMMA =DESENHO=DESENHO
METRIAMETRIA ==METRONMETRON =MEDIDA=MEDIDA
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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MEDIDAMEDIDApor meio dopor meio do
DESENHO DESENHO dada
LUZ LUZ 
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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21/03/2013 03:57:35 5
É É POSSIVELPOSSIVEL MEDIR MEDIR 
QUAISQUER OBJETOS POR QUAISQUER OBJETOS POR 
MEIO E FOTOGRAFIASMEIO E FOTOGRAFIAS
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
PrincípiosPrincípios de Fotogrametría:de Fotogrametría:
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21/03/2013 03:57:35 10
Várias são dos sistemas de reconstrução de modelos:Várias são dos sistemas de reconstrução de modelos:
AAnimação nimação 
Arqueologia Arqueologia 
Arquitetura Arquitetura 
Odontologia Odontologia 
Jogos Jogos 
Desenho industrialDesenho industrial
Medicina Medicina 
Cinematografia Cinematografia 
Engenharia reversa Engenharia reversa 
Indústrias de brinquedosIndústrias de brinquedos
Reprodução de esculturasReprodução de esculturas
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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AerofotogrametriaAerofotogrametria::
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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VantagensVantagens
• Fotogrametria/LASER:
– Medição indireta, propícia em lugares de difícil acesso ou 
que não ofereçam segurança;
– Reduzido tempo de aquisição de dados em relação ao 
exigido para a realização de um levantamento 
(cartográfico ou arquitetônico);
– Precisão confiável e homogênea, podendo ser aumentada 
conforme necessidades específicas de cada projeto;
– Medição de movimentos, bem como monitoramento 
periódico de deformações;
– Grande quantidade de informações geométricas e 
semânticas, ou seja, relativas a dimensões, formas e 
cores.
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AerofotogrametriaAerofotogrametria::
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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X
Y
Z Coordenadas de 
pontos medidas 
nas imagens
Centros perspectivos
das câmaras
Sist ema de re ferência
do espaço obje to
Pontos de apoio
no espaço obje to
Ponto determinado
por intersecção fotogramétrica
Zona de superposição
das imagens
CP’ CP”
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x”
Base entre as imagens
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
Princípio da Restituição FotogramétricaPrincípio da Restituição Fotogramétrica
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
RESTITUIÇÃO RESTITUIÇÃO –– MAPA MAPA –– ESTAÇÃO FOTOGRAMÉTRICAESTAÇÃO FOTOGRAMÉTRICA
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
FotoindiceFotoindice
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
OrtofotoOrtofoto
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ORTOFOTOORTOFOTO
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ORTOFOTOORTOFOTO
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OrtofotosOrtofotos
GEOMETRIA ORTOGONAL E PERSPECTIVA GEOMETRIA ORTOGONAL E PERSPECTIVA ––
DESLOCAMENTO DEVIDO AO RELEVODESLOCAMENTO DEVIDO AO RELEVO
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
Deslocamento devido ao relevoDeslocamento devido ao relevo
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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REGIÃO DE REGIÃO DE 
SOBREPOSIÇÃO SOBREPOSIÇÃO 
LONGITUDINALLONGITUDINAL
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
FototriangulaçãoFototriangulação
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FototriangulaçãoFototriangulação
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
FototriangulaçãoFototriangulação
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
FototriangulaçãoFototriangulação
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
FototriangulaçãoFototriangulação
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
ProjetoProjeto FotogramétricoFotogramétrico
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
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Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
RecobrimentoRecobrimento Fotogramétrico,Fotogramétrico,
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- DistânciaDistância ObjetoObjeto
DfZ ⋅=
foto da escala dar denominado o é
câmara da focal distância a é
objeto distância a é
D
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Z
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Eixo óptico
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Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
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-- AltitudeAltitude dede vôovôo ouou planoplano médiomédio dodo objetoobjeto
mhZH +=
objeto do média altitude a é
objeto distância a é
médio plano ao distânciaou vôode altitude a é
mh
Z
H
H
f
CP
a
b
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Terreno
A B
hmin
hmax
hmedhAB
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
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-- QuadroQuadro focalfocal
Quadro focal da câmaraQuadro focal da câmara
xq
yq
xQ
yQ
Cobertura de um foto no objeto Cobertura de um foto no objeto 
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
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Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- QuadroQuadro focalfocal
DqQ xx ⋅=
DqQ yy ⋅=
foto da escala dar denominado o é
 terrenodo escala na focal quadro do tamanhoo é
câmara da focal quadro do tamanhoo é
D
Q
q
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
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ElementosElementos dodo PlanejandoPlanejando FotogramétricoFotogramétrico
-- DenominadorDenominador dada escalaescala dada fotofoto
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
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21/03/2013 03:57:35 37
ElementosElementos dodo PlanejandoPlanejando FotogramétricoFotogramétrico
-- DenominadorDenominador dada escalaescala dada fotofoto
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
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21/03/2013 03:57:35 38
Elementos do Planejamento FotogramétricoElementos do Planejamento Fotogramétrico
-- AerobaseAerobase
S long
B
Q X
Linha de vôo
S long
B
Q X
B
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
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s
 
R
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s
s
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- BaseBase
S long
B
Q X
Linha de vôo
S long
B
Q X
B
x
long Q
S
B ⋅⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −=
100
1
allongitudin ãosobreposiç a é
 terrenodo escala na focal quadro o é
aerobase a é
long
x
S
Q
B
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
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s
 
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s
s
21/03/2013 03:57:35 40
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- DistânciaDistância entreentre asas faixasfaixas
S lat
Q X DFX
DFX
Faixa 2
Faixa 1
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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L
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s
 
R
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s
s
21/03/2013 03:57:35 41
S lat
Q X DFX
DFX
Faixa 2
Faixa 1
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- DistânciaDistância entreentre asas faixasfaixas
y
Lat
FX Q
SD ⋅⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=
100
1
lateral ãosobreposiç a é
 terrenodo escala na focal quadro o é
faixas as entre distância a é
lat
y
FX
S
Q
D
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
r
i
o
 
L
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p
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s
 
R
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s
s
21/03/2013 03:57:35 42
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- IntervaloIntervalo dede ExposiçãoExposição
Linha de vôo
B
E1 E2
V
BIE =
aeronave da e velocidada é
aerobase a é
exposição de intervalo o é
V
B
IV
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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s
 
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s
 
R
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s
s
21/03/2013 03:57:35 43
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- TempoTempo dede ExposiçãoExposição
Arrastamento
E1Linha de vôo
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
r
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L
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L
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s
 
R
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s
s
21/03/2013 03:57:35 44
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- TempoTempo dede ExposiçãoExposição
Arrastamento
E1Linha de vôo
D
V
rTE ⋅=
aeronave da e velocidada é
foto da escala dar denominado o é
filme do resolução a é
exposição de tempoo é
V
D
r
TE
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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s
s
21/03/2013 03:57:35 45
PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede faixasfaixas
FAIXA
FX
FX NSD
N +⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛= dimensão)min(int
torecobrimen ogarantir para segurança de número o é1
faixas as entre distância a é
faixas de número o é
>FAIXA
FX
FX
Ns
D
N
M
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R
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s
s
21/03/2013 03:57:35 46
PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede fotosfotos porpor faixafaixa
( )
FOTOFFX NSB
N +⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛= dimensãomaxint
torecobrimen ogarantir para segurança de número o é1
aerobase é
faixaspor fotos de número o é
>FOTO
FFX
Ns
B
N
M
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s
 
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s
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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s
21/03/2013 03:57:35 48
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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s
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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p
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s
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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s
21/03/2013 03:57:35 51
ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
r
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L
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o
p
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s
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
r
i
o
 
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u
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L
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p
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s
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
r
i
o
 
L
u
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L
o
p
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s
 
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s
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ElementosElementos dodo PlanejamentoPlanejamento
FotogramétricoFotogramétrico
-- NúmeroNúmero dede pontospontos dede apoioapoio
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
r
i
o
 
L
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o
p
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s
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s
 
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s
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Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
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o
 
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s
 
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s
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s
 
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s
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Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
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L
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p
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s
 
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s
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s21/03/2013 03:57:35 57
Projeto FotogramétricoProjeto Fotogramétrico
M
á
r
i
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L
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L
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s
 
R
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s
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s
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
ExercíciosExercícios::
DadaDada umauma áreaárea dede 5050 xx 1010 m,m, umauma câmaracâmara comcom quadroquadro
focalfocal comcom 42724272xx28482848 ((qyqy xx qxqx)) píxelspíxels,, comcom tamanhotamanho dede
00..00520052 mmmm ee focalfocal nominalnominal dede 2020 mm,mm, calculecalcule osos
elementoselementos dodo planejamentoplanejamento fotogramétricofotogramétrico parapara umum
píxelpíxel nono terrenoterreno dede 11 cmcm.. SobreposiçãoSobreposição longitudinallongitudinal dede
6060%%ee laterallateral dede 2020%%..
M
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R
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s
s
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
ExercíciosExercícios::
DadaDada umauma áreaárea dede 3030xx1515 km,km, umauma câmaracâmara comcom quadroquadro
focalfocal dede 2323xx2323cmcm ee focalfocal nominalnominal dede 152152 mm,mm, calculecalcule
osos elementoselementos dodo planejamentoplanejamento dede vôovôo parapara umauma escalaescala
dede vôovôo dede 11::1010..000000
VelocidadeVelocidade dadaAeronaveAeronave:: 300300km/hkm/h
ResoluçãoResolução dodo sensorsensor dede 00..0202 mmmm
SobreposiçãoSobreposição longitudinallongitudinaldede 6060%% ee laterallateral dede 3030%%
M
á
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s
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s
s
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PrincípiosPrincípios dede FotogrametriaFotogrametria
ExercíciosExercícios::
DadaDada umauma áreaárea dede 902902,,88 xx 500500,,33 m,m, umauma câmaracâmara comcom quadroquadro focalfocal
dede 66,,1717 xx 44,,5555 mmmm ee focalfocal nominalnominal dede 44mm,mm, comcom 40004000 xx 30003000 pixeispixeis
emem larguralargura ee “altura”“altura” respectivamente,respectivamente, calculecalcule osos elementoselementos dodo
planejamentoplanejamento dede vôovôo parapara umauma parapara umum pixelpixel nono terrenoterreno dede 55 cm,cm,
considerandoconsiderando aa menormenor dimensãodimensão dodo quadroquadro focalfocal orientadaorientada
paralelamenteparalelamente emem direçãodireção àà linhalinha dede voovoo..
VelocidadeVelocidade dadaAeronaveAeronave:: 1010 m/sm/s
SobreposiçãoSobreposição longitudinallongitudinal dede 7070%% ee laterallateral dede 6060%%

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