História da fotogrametria, método, tipos, aplicações

O FotográficoI a É uma técnica extrair informações espaciais das imagens, especialmente fotos aéreas, mas também as tiradas no chão ou mesmo sob o mar. A partir de tais informações, as dimensões e posições dos objetos representados são quantificados.

Imagens fotográficas são planas, como a mostrada na Figura 1, mas através delas pode ser estimada, por exemplo, a altura dos edifícios ou rochas, seja em relação à estrada, para o mar ou outra referência de ponto.

figura 1. Uma imagem aérea tirada para realizar um levantamento fotogramétrico. Fonte: Wikimedia Commons. Fotografia de D Ramey Logan [CC por 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/4.0)]

A criação de imagens muito apegadas à realidade não é nova. O grande Leonardo da Vinci (1452-1519) foi pioneiro em perspectiva, aperfeiçoando seus princípios através do uso de chamadas Pontos de vazamento.

Os pontos de fuga são os lugares no horizonte onde as linhas paralelas convergem, fornecendo ao espectador a sensação de profundidade.

Leonardo fez isso com pinturas e desenhos feitos à mão, mas a partir do momento em que a fotografia foi inventada, no século XIX, as fotos também começaram a ser usadas para fins técnicos.

Foi isso que Laussedat (1819-1907) e Albrecht Meydenbauer (1834-1921), considerados os pais da fotogrametria moderna. Laussedat construído em 1850 mapas topográficos detalhados da sobreposição de diferentes perspectivas em um avião.

Por sua parte, Meydenbauer, que era arquiteto, aplicou a técnica para documentar edifícios, que em caso de destruído, poderia ser reconstruída, graças à informação salva.

Nos anos 80 do século XX, a computação moderna fez com que a fotogrametria fizesse um grande salto, minimizando o tempo necessário para o processamento da imagem.

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Método da fotogrametria

Em termos gerais, o método consiste em tirar imagens dos objetos, processando -os e finalmente interpretando -os. Os principais elementos para descrever o princípio básico são indicados na Figura 2:

Pode atendê -lo: nota de pesquisaFigura 2. Princípio básico de capturar uma imagem. Fonte: f. Zapata.

Primeiro, é necessário um sensor para capturar a imagem e também uma lente, de modo que cada raio de luz de um ponto, impacte o sensor no mesmo lugar. Se isso não acontecer, o ponto é registrado como uma sobreposição e ocorre uma imagem borrada ou fora de foco.

Para reconstruir o objeto, na fotogrametria apenas o raio retilíneo desenhado em preto da Figura 2. Este é o que atravessa o ponto chamado Centro de Perspectiva Na lente. 

STrabalho que Ray, que vai direto do objeto, passa pela lente e atinge o sensor, é a distância que é procurada.

Visão estereoscópica

A visão natural dos seres humanos é estereoscópico. Isso significa que podemos saber as distâncias às quais são os objetos, graças ao fato de que o cérebro processa as imagens capturadas e avalia os relevos.

É por isso que cada olho captura uma imagem ligeiramente diferente e então o cérebro faz o trabalho de interpretá -los como um, com alívio e profundidade.

Mas em um desenho ou fotografia plana, não se pode saber o quão longe ou a proximidade de um objeto, uma vez que as informações sobre a profundidade foram perdidas, como explicado graficamente na Figura 3.

Como dissemos, o ponto está no raio principal, mas não há como saber se está mais próximo porque o objeto é pequeno, ou se está mais longe, mas pertence a algo maior.

Figura 3. Em uma imagem plana, você não pode determinar a profundidade dos objetos. Fonte: f. Zapata.

Portanto, para resolver o problema da proximidade, duas imagens ligeiramente diferentes são tiradas, como mostrado abaixo na Figura 4.

Pode atendê -lo: o que é potamologia?Figura 4. A interseção das duas linhas permite encontrar a localização real do ponto no espaço. Fonte: f. Zapata.

Conhecendo a interseção dos raios por triangulação, a posição do objeto do qual eles vêm é descoberta. Este procedimento é chamado de "coincidência de pontos" e é feito através de algoritmos especialmente projetados, pois é necessário repetir o procedimento com todos os pontos de um objeto.

Detalhes como posição, ângulo e outras características da câmera também são levados em consideração para obter bons resultados.

Pessoal

De acordo com a maneira como as imagens são adquiridas, existem vários tipos de fotogrametria. Se as imagens são retiradas do ar, é fotogrametria aérea.

E se forem levados no chão, a técnica é chamada de fotogrametria terrestre, que foi a primeira aplicação prática da técnica.

A fotogrametria aérea é uma das galhos mais usados ​​atualmente, pois permite gerar grandes planos e mapas. As imagens também podem ser adquiridas através de um satélite, caso em que falamos sobre fotogrametria espacial ou satélite.

Da mesma forma, a fotogrametria é classificada de acordo com os instrumentos usados ​​e o tratamento para estar na imagem, sendo capaz de ser:

-Analógico

-Análise

-Digital

Na fotogrametria analógica, a obtenção de imagens e seu processamento são completamente ópticos e mecânicos.

Na fotogrametria analítica, os quadros são analógicos, mas são processados ​​no computador. E finalmente na fotogrametria digital, ambos, quadro e sistema de processamento, são digitais.

Fotogrametria vs. topografia

A topografia também visa representar terras rurais ou urbanas em um avião, destacando os pontos de interesse. E por outro lado, se necessário, leva os pontos do avião e os coloca no espaço.

É por isso que a topografia e a fotogrametria têm muito em comum, no entanto, o último tem algumas vantagens:

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- É quase sempre de menor custo.

- A aquisição dos dados -Levantation- é mais rápida, apropriada para grandes extensões.

- Funciona melhor em terras muito robustas, a menos que estejam cobertas por vegetação grossa.

- Todos os pontos são registrados igualmente.

- As informações podem ser salvas e não é necessário retornar ao campo para obtê -las novamente.

Fotogrametria de uma única imagem

Em geral, não é possível.

Mesmo assim, as imagens continuam a fornecer informações valiosas, embora com algumas restrições.

Como exemplo, suponha que você queira identificar um agressor de uma loja ou um banco. Uma imagem da câmara de vigilância pode ser usada para conhecer a altura e o contexto da pessoa que cometeu o crime, comparando -o com o tamanho conhecido dos móveis ou outras pessoas presentes na imagem.

Figura 5. As cadeiras são do mesmo tamanho e sabemos imediatamente qual é o mais próximo. Por outro lado, as linhas paralelas no chão que convergem à distância, fornecem a sensação de profundidade na foto. Fonte: Pixabay.

Formulários

A fotogrametria é muito aplicada em várias disciplinas, como arquitetura, engenharia e arqueologia, para citar alguns. Como explicado anteriormente, é aplicado em ciências forenses e, claro, para os efeitos especiais dos filmes.

Na engenharia, boas imagens podem revelar informações sobre alívio e configuração de terras, por exemplo. Aqui estão algumas áreas específicas de grande interesse:

-Estudo de estradas de comunicação.

-Estabelecimento de caminhos.

-Movimento de terras.

-Planejamento urbano.

-Estudo de bacias hidrográficas.

-Revoltas aéreas para prospecção de mineração.

Além disso, a fotogrametria é uma ferramenta muito apreciada em:

-Arquitetura: No levantamento de monumentos e construções.

-Arqueologia: Para reconstruir edifícios antigos dos restos preservados hoje.

-Zoologia: Ajude a elaborar modelos tridimensionais de animais atuais e extintos.

-Mecânica: na modelagem de carros, motores e todos os tipos de máquinas.

Referências

1. Blog da equipe de tecnologias Adam. Como funciona a fotogrametria? Recuperado de: adamtech.com.Au.
2. Armilar, geomático aplicado. Técnicas fotogramétricas. Recuperado de: Armilary-geomatica.Blogspot.com.
3. Tecnologias de fotomodeleler. Como funciona a fotogrametria? Recuperado de: fotomodeler.com.
4. Quirós, e. 2014. Introdução à fotogrametria e cartografia aplicada à engenharia civil. Postado pela Universidade de Extramadura.
5. Sánchez, J. Introdução à fotogrametria. Universidade de Cantabria. Recuperado de: OCW.Unican.é.