Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

apostila topografia 3, Notas de estudo de Engenharia Civil

- - - - - - -

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 26/10/2007

antonio-almeida-junior-7
antonio-almeida-junior-7 🇧🇷

3 documentos

Pré-visualização parcial do texto

Baixe apostila topografia 3 e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! 18. Fotogrametria 18.1. Definição de Fotogrametria a)Ciência e arte de obter medidas dignas de confiança utilizando-se fotografias (American Society of Photogrammetry). b)Ciência, tecnologia e arte de obter informações seguras acerca de objetos físicos e do meio, através de processos de registro, medições e interpretações de imagens fotográficas e padrões registrados de energia eletromagnética (Photogrammetric Engineering and Remote Sensing). 18.2. Objetivo Realizar medições sobre fotografias para a elaboração de mapas topográficos/ geodésicos planialtimétricos. 18.3. Divisão a)Métrica: realiza medidas precisas e computações para a determinação da forma e tamanho dos objetos fotografados. b)Interpretativa: lida com o reconhecimento e a identificação destes mesmos objetos. Dentre elas, podemos encontrar: b.1)Sensoriamento Remoto: ciência cujos aparelhos são capazes de captar e registrar características das superfícies, sub-superfícies e de corpos sobre as superfícies, abrangendo, em seu mais alto grau, instrumentos que não requerem contacto físico com estes corpos para a coleta das informações desejadas. Capta imagens através de câmaras multiespectrais, sensores infravermelho, scanners térmicos, radares, microondas ... b.2)Fotointerpretação: é o estudo sistemático de imagens fotográficas para propósitos de identificação de objetos e julgamento da sua significância. Sua finalidade é o levantamento de mapas temáticos. Tanto o Sensoriamento Remoto como a Fotogrametria Métrica estão sendo largamente empregados como ferramenta no planejamento e gerenciamento de projetos que envolvem o meio ambiente e/ou recursos naturais. Ambos são utilizados como base de dados gráfica para projetos de SIG (Sistemas de Informações Geográficas) ou Geoprocessamento. 18.4. História Embora os princípios da projeção ótica de imagens tivessem surgido 350 a.C., com Aristóteles, a Fotogrametria só foi empregada pela primeira vez em 1849, pelo exército francês e, portanto, logo após o surgimento do primeiro processo fotográfico prático, em 1839. 18.5. Aplicações As principais são: a)Elaboração de 118 118- F 0 E Emapas topográficos (planialtimétricos) F 0 E Emapas temáticos (solos, vegetação, relevo) F 0 E E fotoíndices e mosaicos Segundo a finalidade a que os mapas se destinam, define-se: F 0 E Ea escala da fotografia F 0 E Eo tipo de câmara a ser utilizada F 0 E Eo tipo de filme F 0 E Ea quantidade de pontos de apoio etc. b)Projetos F 0 E E rodoviários F 0 E E ferroviários F 0 E Ede obras de artes especiais como: pontes, bueiros, encanamentos, oleodutos, linhas de transmissão, barragens... F 0 E Ede controle à erosão F 0 E Ede controle às cheias F 0 E Ede melhoramento de rios e portos F 0 E Ede planejamento e desenvolvimento urbano e rural F 0 E Ede restauração/conservação de patrimônios F 0 E Eambientais c)Estudos F 0 E Epedológicos (ou de solos) F 0 E E florestais F 0 E Egeológicos F 0 E Eclimáticos F 0 E Emédicos e cirúrgicos (através de fotografias de raio X) d)Tributação e cadastramento F 0 E Eurbano F 0 E E rural 19. Classificação Se faz segundo o tipo e posição espacial da câmara e segundo a sua finalidade. a)Fotogrametria Terrestre Utiliza-se de fotografias obtidas de estações fixas sobre a superfície do terreno, com o eixo ótico da câmara na horizontal. (Fotografias horizontais) Topográfica: utilizada no mapeamento topográfico de regiões de difícil acesso. Não Topográfica: utilizada em atividades policiais, na solução de crimes e de problemas de tráfego (acidentes de trânsito); na medicina, em tratamentos contra o câncer; na indústria, na construção de barcos ou no estudo das deformações de um determinado produto; etc.. b)Fotogrametria Aérea 119 119- F 0 E Eregistra a informação luminosa através da retina (cujo ponto principal é a fovea); F 0 E Eo registro é feito continuamente e ao mesmo tempo; F 0 E Ea interpretação da informação, feita pelo cérebro, é instantânea; F 0 E Eo raio luminoso passa por uma proteção que é a córnea; F 0 E Eo diâmetro do feixe luminoso, conforme sua intensidade, é controlado pela membrana íris; F 0 E Epara a formação da imagem, utiliza-se do cristalino; F 0 E Eestá envolvido pela esclerótica. 22. Câmaras Aéreas As câmaras aéreas, já mencionadas anteriormente, estão classificadas em relação: 22.1. Ângulo de Campo Ângulo de Campo (F 06 1) é o ângulo de abrangência da câmara. Tipos de câmaras: a)Pequeno: F 06 1 F 0 3 C 50 F 0 B 0 Obtém fotografias de ângulo pequeno. Empregada em: F 0 E ETrabalhos de reconhecimento com fins militares. F 0 E EVôos muito altos, para a confecção de mapas de áreas urbanas densas. F 0 E EConfecção de ortofotomapas e mosaicos de áreas urbanas com construções muito altas. b)Normal: 50F 0B 0 F 0 A 3 F 0 6 1 F 0 3 C 75 F 0 B 0 Obtém fotografias de ângulo normal. Empregada em: F 0 E ETrabalhos cartográficos (confecção de mapas básicos). F 0 E EConfecção de mosaicos e ortofotomapas de áreas urbanas não muito densas. F 0 E EMapeamento de regiões com muita cobertura vegetal. c)Grande-angular: 75F 0B 0 F 0 A 3 F 0 6 1 F 0 3 C 100 F 0 B 0 Obtém fotografias de ângulo grande. Empregada em: F 0 E ETrabalhos cartográficos com maior economia. F 0 E EServiços de aerotriangulação. F 0 E EConfecção de mapas topográficos. 122 122- F 0 E EConfecção de mapas em escalas grandes. F 0 E EMedições fotográficas. d)Super-grande-angular: F 06 1 F 0 B 3 100 F 0 B 0 Obtém fotografias de ângulo muito grande. Empregada em: F 0 E ETrabalhos cartográficos com a vantagem de uma cobertura fotográfica muito maior. 22.2. Distância Focal a)Pequena: 55 F 0A 3 f F 0 A 3 100mm. Associada a uma câmara super-grande-angular. Emprego: cartografia convencional. b)Normal: 152 F 0A 3 f F 0 A 3 210mm. Associada a uma câmara grande-angular ou normal. Emprego: cartografia convencional. c)Grande: 305 F 0A 3 f F 0 A 3 610mm. Associada a uma câmara de ângulo pequeno. Emprego: militar (trabalhos de reconhecimento). 22.3. Formato a)Com Formato: F 0 E Eos filmes são marcados de modo a permanecerem fixos durante o tempo de exposição; F 0 E Eestas marcas podem ter: 18x18cm, 12x18cm, 6x9cm e 23x23cm, ou ainda, 23x46cm (formato especial). b)Sem Formato: São de dois tipos: b.1)Faixa Contínua: F 0 E Ea passagem de luz é contínua e é feita através de uma fenda; F 0 E Eo avanço do filme é sincronizado com a velocidade da imagem. Obtém fotografias de faixa contínua. b.2)Panorâmica: 123 123- F 0 E Eutiliza um sistema de varredura lateral (abertura de até 180F 0B 0) que é perpendicular à linha do vôo; F 0 E Eutiliza-se de mecanismos óticos giratórios para a varredura. Obtém fotografias panorâmicas. 22.4. Inclinação do Eixo Ótico a)Verticais: F 0 E Eo eixo ótico da câmara pode estar inclinado entre 0F 0B 0 e 3 F 0 B 0 . Obtém fotografias verticais. b)Oblíquas: F 0 E Eo eixo ótico da câmara possui uma inclinação entre 3F 0B 0 e 90 F 0 B 0 . Obtém fotografias oblíquas Altas (na qual aparece o horizonte) e fotografias oblíquas Baixas (na qual não aparece o horizonte). 22.5. Uso ou Finalidade a)Cartográfica ou Métrica: F 0 E Eseus elementos de orientação interna são perfeitamente conhecidos e de alta precisão. Obtém fotografias cartográficas. b)Reconhecimento: F 0 E Eseus elementos de orientação interna não são conhecidos com exatidão. Obtém fotografias de reconhecimento. c)Especial: F 0 E Esão câmaras modificadas para a obtenção de fotografias especiais. Ex.: fotografias Trimetrogon, Multiespectrais, Convergentes Simétricas e Assimétricas, e Transversais. 23. Principais Elementos da Câmara Métrica Aérea Das câmaras métricas são exatamente conhecidos os valores: da distância focal, da posição das marcas fiduciais, do eixo ótico, do plano focal e do formato. Os elementos principais desta câmara são: 124 124- O poder de resolução das lentes é um aspecto importante e é definido como a medida da capacidade da lente em separar detalhes pequenos e próximos uns dos outros ou objetos de maior ou menor nitidez. Diafragma: é o elemento que controla a quantidade de luz que atinge o filme durante o tempo de exposição, isto é, determina a abertura física da lente permitindo maior ou menor iluminação da imagem. A iluminação da imagem está relacionada à distância focal e à abertura (circular) do diafragma. É proporcional à quantidade de luz que passa através da abertura das lentes (diafragma) e à área de abertura (F 07 0d2/4) e, portanto, proporcional a d2. A iluminação da imagem também é afetada pela distância imagem na seguinte proporção: 1/i2 = iluminação Para o objeto situado no infinito, i = f, portanto: 1/f2 = iluminação De onde deduz-se que: d2/f2 = diâmetro do diafragma / distância focal = iluminação d/f = fator de iluminação ou brilho f /d = índice do diafragma ou "f-stop" Os valores mais comuns de "f-stop" são: 4,0; 5,6; 8,0 e 11,3. Quanto menor for o valor de "f-stop", maior será a abertura do diafragma e, conseqüentemente, maior será a iluminação da imagem. Obturador: controla o tempo de exposição da imagem, ou seja, o tempo durante o qual a luz passa através da lente. Medido em fração de segundos, deve variar em relação à velocidade do avião, à altura de vôo e à iluminação da imagem. Os intervalos de um obturador, quanto ao tempo de exposição, variam de 1/100 a 1/2000 do segundo. Nenhum obturador possui, na prática, 100% de rendimento. Este rendimento é influenciado pelos seguintes fatores: F 0 E EDiâmetro de abertura F 0 E EAjuste da velocidade (abertura e fechamento) F 0 E EModelo e posição do obturador Assim, a EXPOSIÇÃO TOTAL da imagem é dada pela relação: área diafragma x tempo exposição Filtros: permitem reduzir os efeitos da bruma atmosférica (poeira), fazem a distribuição homogênea da luz, protegem a lente contra partículas em suspensão durante a decolagem e o pouso do avião e permitem a absorção de cores para evidenciar contrastes entre os objetos fotografados. 127 127- Os filtros, assim como os objetos, absorvem algumas cores da luz, deixando passar outras. O tempo de exposição da imagem deve ser maior quando se utilizam filtros. A tabela abaixo indica o tipo e a finalidade dos filtros empregados em aerofotogrametria. Filtro Finalidade Vermelho F 0E Eabsorve o azul, o vermelho e o ultravioleta F 0 E Eclareia objetos vermelhos e amarelos, escurece o azul da água e do céu, elimina a névoa Verde F 0E Eabsorve o azul, o vermelho e o ultravioleta F 0 E Eescurece o céu e clareia a vegetação Azul F 0E Eabsorve o vermelho, o amarelo, o verde e o ultravioleta F 0 E Eclareia os objetos azuis e acentua a névoa e a bruma Amarelo F 0E Eabsorve o azul e o ultravioleta F 0 E Eescurece o azul do céu e destaca as nuvens. Ciano F 0E Eabsorve o vermelho F 0 E E ressalta objetos azuis e verdes Magenta F 0E Eabsorve o verde F 0 E E ressalta objetos vermelhos e azuis Polarizador F 0E Eelimina reflexos e brilhos causados pelo ultravioleta e pelo azul F 0 E Eescurece o céu, clareia as nuvens e elimina o brilho das superfícies aquáticas b)Cone Interno Sua função é servir de suporte à objetiva (sistema de lentes) e ao marco (plano focal). O material com que é fabricado possui um coeficiente de dilatação térmica bem pequeno a fim de manter as lentes, seu eixo ótico e o marco em posição rígida (calibrada). O marco, além de definir o plano focal, contém outros elementos que ficam registrados na imagem do negativo durante a exposição. São eles: F 0 E Ealtímetro: registra a altitude de vôo num intervalo de 0 a 9000 metros. F 0 E E relógio: registra o instante da tomada da fotografia. Utilizado para determinar a altura de objetos verticais (árvores, edifícios) pelo método da altura do sol e outros. F 0 E Enível de bolha: registra a inclinação da câmara no instante da tomada da fotografia. A inclinação registrada pode variar até 5F 0B 0. 128 128- F 0 E E identificação da câmara: registra a distância focal, a marca, o tipo e o número de série da câmara utilizada. Serve para controle dos intervalos de calibração. F 0 E Emarcas fiduciais: normalmente quatro, definem o formato (tamanho) da imagem. Podem estar localizadas no centro das bordas do plano focal ou nos cantos deste. A interseção destas marcas define o ponto principal da fotografia (PP). F 0 E Enúmero de ordem das fotografias: registra um número seqüencial em cada fotografia, para controle posterior das faixas e blocos. F 0 E E indicador do sistema a vácuo: registra uma letra na borda da fotografia se o sistema a vácuo da câmara estiver funcionando perfeitamente, caso contrário, não registra nada. 23.4. Acessórios F 0 E Eservem para garantir o correto posicionamento da câmara e facilitar a navegação aérea. Os principais são: a)Sistema de Suspensão Também chamado de "berço" da câmara, é o dispositivo sobre o qual a câmara é apoiada, mantendo os seus graus de liberdade de rotação no espaço, minimizando os efeitos da vibração do avião e conservando o eixo ótico o mais vertical possível. Quanto ao apoio da câmara sobre o berço, temos: Montagem fixa: a câmara é fixada no avião através de marcos metálicos e isolada com borracha ou esponja para protegê-la das vibrações. Montagem azimutal: a câmara é fixada como para a montagem anterior, adicionando-se ao conjunto um anel que irá permitir uma rotação da mesma em torno do próprio eixo, de F 0B 130 F 0 B 0. Montagem sobre plataforma estabilizada: permite que sempre haja a coincidência do eixo ótico da câmara com a direção vertical (vertical do lugar). b)Sistema de Controle Permite controlar todos os fatores que afetam a tomada das fotografias aéreas, entre eles: F 0 E Eo funcionamento da câmara; F 0 E Eo sistema de vácuo; F 0 E Eo avanço do filme; F 0 E Ea quantidade de filme usado; F 0 E Eo tempo de exposição; F 0 E Ea abertura do diafragma; F 0 E Ea iluminação e as condições atmosféricas. 129 129- b)Fototeodolito: nome dado ao conjunto teodolito F 02 6 câmara. 25. Fotografias Aéreas As fotografias aéreas, antes de mais nada, são um sistema de informações. Estas informações são captadas pelas câmaras fotográficas e servem de base para a determinação da localização de objetos no espaço, valendo-se da observação estereoscópica. Estas informações são passíveis, ainda, de reconhecimento e interpretação. Para tanto, é necessário que se conheça alguns aspectos importantes. São eles: 25.1. Características da Fotointerpretação Os problemas detectados durante a interpretação das informações contidas nas fotografias são os seguintes: a)Geométricos: devido à forma e ao tamanho dos objetos. b)Físicos: devido à propagação da luz nos diversos meios. c)Fisiológicos: relativos à visão binocular (acuidade) do observador. d)Psicológicos: relativos à percepção imediata, pelo observador, do objeto analisado de forma ordenada e lógica. A fotografia registra a imagem do terreno em relação aos aspectos fisiográficos, ou seja, topografia, vegetação e drenagem, que aparecem diferenciados na forma, no tamanho, na tonalidade (fotos preto/branco) ou na cor (fotos coloridas), na sombra, na textura ou no padrão e, nas adjacências. Forma: permite distinguir, por exemplo: estrada de ferro de uma rodovia ou de um rio. Tamanho: permite distinguir uma residência de um edifício ou de uma indústria, embora a forma do objeto também tenha de ser levada em consideração. Tonalidade: permite distinguir uma cultura de trigo de uma cultura de arroz. Textura: permite distinguir, pelo aspecto e tonalidade de grupos de objetos iguais, entre campo ou cultura, mata/floresta ou reflorestamento. Padrão: permite distinguir, por exemplo, um pomar de um cafezal. Sombra: permite distinguir uma igreja de uma residência ou edifício, uma ponte de um viaduto, etc. Adjacências: permite concluir o significado de objetos em função da existência ou não de outros objetos na sua vizinhança. Por exemplo: pilhas de madeira podem indicar presença de serraria ou indústria de papel. 25.2. Densidade Fotográfica A densidade de uma fotografia é função: F 0 E Eda quantidade e qualidade de luz incidente no plano imagem; F 0 E Eda relação entre o tempo de exposição e a abertura do diafragma; F 0 E Eda sensibilidade espectral da emulsão usada; 132 132- F 0 E Edo procedimento e das substâncias químicas utilizados na revelação. 25.3. Material Fotográfico O material fotográfico é constituído de: a)Base F 0 E Epode ser de polietileno (espessura entre 0,1 e 0,25 mm), de placa de vidro ou de papel (espessura entre 0,1 e 0,5 mm); F 0 E Edeve ser: quimicamente estável; flexível e forte (polietileno ou papel); resistente e dura (placa de vidro); F 0 E Epode ser composta de uma camada anti-halo, efeito que torna difusa certas partes do negativo, e, ainda, de uma camada adesiva. b)Emulsão F 0 E Ecobre a base e é formada por cristais ou grãos de brometo de prata, de iodeto de prata e gelatina; F 0 E Eos cristais variam de tamanho até um máximo de 5 mícrons, pois, quanto maior o grão maior é a sensibilidade da emulsão; Sensibilidade é a maior ou menor facilidade do filme em gravar imagens. F 0 E Ea gelatina mantém os grãos de prata sobre a base; F 0 E Epode ser: ortocromática, pancromática, infravermelha ou colorida. 25.4. Resolução Fotográfica A resolução espacial de uma fotografia aérea é expressa em linhas/mm e é definida como a medida de linhas brancas e pretas, intercaladas e paralelas entre si, que podem ser observadas sobre a fotografia numa faixa de 1 milímetro de largura. Portanto, se uma fotografia possui uma resolução de 100 linhas/mm, isto significa que podem ser observadas, no espaço de 1 milímetro, 100 linhas brancas intercaladas a 100 linhas pretas. Esta contagem das linhas é feita com o auxílio de um microscópio. A resolução da fotografia aérea depende da combinação lente-filme-filtro e, desta combinação, pode-se concluir: a)Resolução (em segundos de arco) onde dl = diâmetro da lente em polegadas b)Resolução (em linhas/mm) 133 133- c)Resolução Real (em metros) onde E = módulo da escala da fotografia Rl/mm = resolução da combinação lente-filme-filtro da câmara usada, em linhas/mm. Com base na resolução fotográfica podemos determinar qual o menor objeto detectável em uma fotografia, o que não significa, necessariamente, determinar o tamanho do menor objeto identificável ou reconhecível. O menor objeto identificável é, pelo menos, 5 vezes maior que o menor objeto detectável e, portanto, a relação entre eles é a seguinte: onde I = tamanho mínimo identificável A resolução de uma fotografia não é sinônimo de nitidez visual da imagem, que é grandemente influenciada pelos seguintes fatores: F 0 E Equalidade do sistema de lentes da câmara; F 0 E Eprecisão mecânica da câmara; F 0 E Equalidade e sensibilidade da emulsão; F 0 E Enatureza do objeto fotografado. Imagens de pouco contraste, geralmente, são de elevada resolução e vice-versa. 25.5. Comparação entre Fotografia Aérea e Mapa a)Fotografia Aérea F 0 E Eé uma projeção central ou cônica; F 0 E Ea escala varia em função da inclinação da foto e das diferenças de nível; F 0 E Ea representação geométrica dos objetos é afetada por deslocamentos devido ao terreno, à inclinação do eixo ótico e às distorções da lente; F 0 E E todos os objetos são visíveis F 0 E Ea representação da imagem é tridimensional. b)Mapa F 0 E Eé uma projeção ortogonal; F 0 E Ea escala é a mesma para todos os pontos; F 0 E Ea representação geométrica dos objetos é a correta; F 0 E Eos objetos a serem representados são selecionados e generalizados através do uso de símbolos e convenções, muitas vezes, exagerados para a escala utilizada; F 0 E Ea representação da imagem é bidimensional. 134 134- a)Estereoscopia Voluntária F 0 E ESem instrumento: com os eixos óticos paralelos, através da fusão das imagens fotográficas colocadas a F 0B 1 25cm de distância dos olhos. F 0 E ECom instrumento: a fusão das imagens se dá através de processo ótico (duas lentes, espelhos, prismas...). b)Estereoscopia de Anaglifo F 0 E EPor impressão de imagens coloridas: uma das fotos do par é impressa em vermelho e a outra em azul e ambas são superpostas com um pequeno deslocamento sobre um papel branco. Este deslocamento é sempre no sentido da linha de tomada das fotos. O par é examinado através do uso de filtros, um vermelho para a foto azul e outro azul para a foto vermelha. A imagem tridimensional é obtida em preto e branco. F 0 E EPor projeção de imagens coloridas: os diapositivos, em preto e branco, são projetados sobre uma mesma tela através de projetores dotados de dois filtros, um verde e um vermelho, e as imagens são observadas com um óculos de lentes nestas duas cores. A imagem tridimensional também é obtida em preto e branco. c)Estereoscopia por Polarização da Luz O processo consiste em fazer com que a luz projetada através de um par estereoscópico passe por filtros polarizadores com planos de polarização ortogonais. O observador irá perceber, com cada olho, apenas a imagem projetada por um dos diapositivos. A fusão das imagens se fará no cérebro. Este é o processo usado no cinema ou em telas de computador. d)Estereoscopia por Cintilamento ou Luz Intermitente Este processo baseia-se em estudos do olho humano, que afirmam que uma imagem é gravada e retida no cérebro por um período de tempo de 1/20s a 1/8s, mesmo após esta imagem ter sido oculta. Desta forma, projetando-se alternadamente as imagens de um par estereoscópico durante cerca de 1/60s e, em sincronia, alternando-se a ocultação do campo visual de cada olho, o cérebro percebe continuamente uma imagem tridimensional. Isto se deve por ser a freqüência das projeções sucessivas muito alta . e)Estereoscopia por Holografia A holografia é a ciência e arte de registrar informações tridimensionais de um objeto, através da luz. Holograma é o nome dado ao registro da informação obtida holograficamente. (Matriz de Interferência) Diferente da fotografia convencional, que utiliza a luz refletida de um objeto e registra-a sobre um filme comum, a holografia usa a luz, dividida em feixes luminosos (referência e objeto), e grava-os sobre um filme especial. O holograma obtido não guarda qualquer semelhança visível com o objeto original, mas, quando um feixe de referência é 137 137- projetado através do holograma, a luz curva-se pela difração e recria a imagem tridimensional. A luz utilizada para projetar os hologramas é o raio laser. 28.3. Exercícios 1)Tente, através do estereograma abaixo, visualizar a profundidade do terreno nele registrado. Para tanto, utilize-se do processo de estereoscopia voluntária (não há necessidade de aparelhos). 29. Geometria Básica da Fotografia Aérea A figura a seguir apresenta o esquema da geometria de uma fotografia aérea perfeitamente vertical. Desta, conclui-se que a fotografia é uma projeção cônica ou central em que a imagem de um objeto é formada num plano (que é o filme ou negativo) após os raios de projeção terem passado pelo centro perspectivo (ou ótico) da objetiva. Definições básicas a)Estação de Exposição: é o nome dado à posição do centro perspectivo (ponto nodal ou centro ótico) no instante da tomada da fotografia. Designado por (O). b)Altitude de Vôo: é a distância vertical, em metros, entre a estação de exposição e o Geóide (nível médio do mar). Designado por (Ho). c)Altura de Vôo: é a distância vertical, em metros, entre a estação de exposição e um plano qualquer de referência do terreno. Designada por (H). d)Aerobase ou Base Aérea: é a distância horizontal, em metros, entre as estações de exposição de fotografias consecutivas. Designada por (B). e)Ponto Principal da Fotografia: é o ponto formado pela projeção ortogonal do centro perspectivo no plano do filme, do negativo ou da fotografia (PP). É definido pela interseção das linhas que unem as marcas fiduciais opostas da foto. f)Sistema de Coordenadas Fotográficas: é um sistema de coordenadas cartesianas, cujo ponto de origem coincide com o ponto principal da fotografia. O eixo x é definido pela linha que une o ponto principal da fotografia esquerda com o ponto principal da fotografia direita, projetado sobre a fotografia esquerda (homólogo). Esta linha, também representa a direção seguida pela avião, durante a tomada das fotografias (linha de vôo). Já, o eixo y, é definido pela linha perpendicular ao eixo x, passando pelo centro da fotografia. g)Fotobase ou Base Fotográfica: é a distância horizontal, em mm, medida sobre a fotografia, entre as projeções de duas estações de exposição consecutivas. Designada por (b). 29.1. Recobrimento entre Fotos e Faixas de Fotos a)Recobrimento entre Fotos 138 138- Para que se tenha uma cobertura fotográfica correta de determinada região da superfície terrestre é necessário que as fotos consecutivas, tiradas em uma direção (linha de vôo), registrem porções iguais do terreno. Para que isso ocorra, entre uma foto e a sua consecutiva, deve haver uma zona de recobrimento ou superposição denominada Zona de Superposição Longitudinal (figura acima). Esta é necessária para a visualização, em 3D, das fotografias (ou pares) obtidas. Para isso, o recobrimento entre uma foto e outra, deve ser, no mínimo, de 60%. Superposição Longitudinal: onde b)Recobrimento entre Faixas No caso de uma região muito grande, a cobertura fotográfica deve ser realizada em várias direções paralelas, portanto, seguindo várias linhas de vôo. Para cada uma destas linhas há um conjunto de fotografias consecutivas ao qual denominamos faixa. Entre uma e outra faixa deve haver uma zona de recobrimento ou superposição denominada Zona de Superposição Lateral (figura abaixo). Esta é necessária para evitar falhas na cobertura do terreno. Para isso, o recobrimento entre uma faixa e outra, deve ser, no mínimo, de 30%. Superposição Lateral: onde Em função dos seguintes elementos: a)Área fotografada b)Escala das fotos (pré definida no projeto ou plano de vôo) c)Tamanho das fotos d)Recobrimentos lateral e longitudinal Podemos determinar: a)O número de faixas necessário para a cobertura da região que se quer levantar. b)O número de fotos em cada faixa. c)O número total de fotos. Número de Faixas: onde Compy é o comprimento da região a ser fotografada, tomado perpendicularmente à linha de vôo. 139 139- 29.4. Coordenadas Terrestres e Aerobase As coordenadas de um ponto P qualquer no terreno, podem ser obtidas em função das coordenadas fotográficas deste mesmo ponto, medidas sobre uma fotografia. A relação entre o sistema de coordenadas terrestre e o fotográfico é a seguinte: ou ou ainda e ou ou ainda A aerobase ou base aérea, pode ser calculada em função das coordenadas fotográficas de dois pontos, conhecendo-se a distância horizontal terrestre entre eles: onde 29.5. Distorção Radial Todos os pontos de uma fotografia aérea vertical, com exceção do ponto central desta, estão sujeitos a vários tipos de deformações ou distorções. Entre estas distorções, destaca-se como relevante o deslocamento que a imagem de um ponto da fotografia sofre, devido à sua altitude. Este deslocamento é denominado distorção radial (d) do ponto, é ocorre sempre no sentido radial, ou seja, do centro da foto para fora. A distorção radial de um ponto pode ser determinada pela seguinte relação: onde r é a distância do ponto principal à imagem do topo de P. r' é a distância do ponto principal à imagem da base de P. 29.6. Exercícios 1.Determine a diferença de nível entre os pontos A e R utilizando a fórmula aproximada (para terrenos planos) e sabendo-se que: b = 9,2 cm f = 152,0 mm px(a) = 15,23 mm px(r) = 14,42 mm H = 3040 m 2.Com os mesmos dados do exercício anterior, determine a diferença de nível entre os pontos utilizando a fórmula para terrenos acidentados e considerando o ponto R como sendo o centro da fotografia esquerda. 3.Num par estereoscópico, após sua orientação, obtiveram-se os seguintes dados: 142 142- x(a) = 90,51 mm x(b) = 5,32 mm x(c) = 54,16 mm x(a') = 15,40 mm x(b') = -62,47 mm x(c') = -20,04 mm Determine as paralaxes absolutas dos pontos A, B e C. 4.Sabe-se que para a foto do exercício anterior a altitude de vôo é de 3800m, a distância focal da câmara é de 152mm e a base aérea é de 1320m. Determine as altitudes dos pontos A, B e C. 5.Ainda em relação aos dois últimos exercícios, determine a escala de cada um dos pontos da fotografia. 6.Determine a diferença de nível entre dois pontos A e B sabendo-se que a escala da foto é 1:20.000, a paralaxe do ponto A é 15,23mm, a paralaxe do ponto B é 14,42mm, a distância focal da câmara é 152mm, o lado da foto é 23cm e o recobrimento longitudinal é de 60%. 7.Um par de fotogramas foi obtido com uma câmara de distância focal de 210,42mm. A escala dos fotogramas foi determinada através da distância entre dois pontos que no terreno é de 1828m e que, na fotografia, equivale a 152,33mm. O ponto principal desta mesma foto tem altitude igual a 581,0m. As paralaxes de outros três pontos nela identificados são: px(1)=13,56mm, px(2)=15,68mm e px(3)=14,01mm. Determine as altitudes destes pontos sabendo-se que a paralaxe do ponto central (PP) da foto é 15,24mm. 8.Sobre um par de fotogramas verticais, tiradas de uma altitude de 1200m, com aerobase de 380m e câmara de distância focal de 152,4mm, foram efetuadas as seguintes leituras: x(1) = 53,41mm x(2) = 88,92mm x(3) = 50,84mm x(1') = -38,26mm x(2') = -7,06mm x(3') = -46,69mm Determine: a)as altitudes de A, B e C. b)as diferenças de paralaxe entre os pontos. c)a escala de cada um dos pontos. 9.Para um ponto B de altitude 1300m temos uma leitura de paralaxe de 12,57mm. Calcular a leitura de paralaxe para um outro ponto, de altitude 1320m, sabendo-se que a altura de vôo foi de 3000m e que a fotobase é de 88mm. 10.De um par estereoscópico foram obtidos os seguintes dados: H = 2700m b = 88mm px(a) = 15,47mm px(b) = 13,47mm Determine a diferença de nível entre os pontos A para B. 11.Um par estereoscópico, tomado com uma câmara de distância focal igual a 152,4mm e cuja aerobase é de 527,3m foi devidamente orientado para ser medido com a barra de paralaxe. Sabendo-se que a altitude de um ponto A (de controle) é 224,02m, determine as altitudes dos pontos da tabela abaixo, conhecendo-se as paralaxes absolutas correspondentes. Ponto Paralaxe Ponto Paralaxe A 90,82 6 94,31 143 143- 1 92,24 7 92,45 2 89,11 8 90,53 3 89,22 9 87,96 4 91,76 10 88,72 5 93,35 12.Determine a escala de uma fotografia sabendo-se que entre as imagens de dois pontos A e B temos 9,5mm e que suas coordenadas terrestres são: E(A) = 493,802m N(A) = 289,065m H(A) = 37,5m E(B) = 511,955m N(B) = 197,885m H(B) = 16,8m 13.Numa foto vertical tomada com câmara de distância focal de 152,6mm aparece a imagem dos pontos A e B de altitudes 177 e 262 metros respectivamente. A distância terrestre entre eles é de 1200 metros e suas coordenadas fotográficas são: x(a) = -54,7mm y(a) = 84,3mm x(b) = 49,6mm y(b) = -2,6mm Determine a altitude de vôo. 14.Dois pontos M e N estão a altitudes de 760 e 850 metros respectivamente. Ambos aparecem numa foto vertical tomada de uma altitude de vôo de 2200 metros e com câmara de distância focal de 90mm. Determine a escala dos pontos M e N e a escala média da foto. 15.Dois objetos situados a uma altitude aproximada de 640 metros e que coincide com a altitude média do terreno estão, entre si, a uma distância de 1455 metros. Numa fotografia vertical, a distância entre estes objetos é de 58,2mm. Qual a escala média da foto? Para uma distância focal de 90mm, qual a altitude de vôo? 16.Para as coordenadas fotográficas abaixo: x(c) = 42,1mm y(c) = -12,5mm x(d) = -20,0mm y(d) = -64,7mm Determine a distância CD no terreno, sabendo-se que a escala da foto é 1:25.000. 17.Os pontos A, B e C estão, respectivamente, a 680m acima do nível do mar, 40m abaixo do nível do mar e 700m acima do nível do mar. Suas imagens distam do ponto principal da fotografia de 82, 60 e 12mm. Determine os deslocamentos destas imagens em relação ao relevo, suas direções e sentidos, para uma altitude de vôo de 1800m. 18.Sobre um par de aerofotos verticais tomadas de uma altitude de 1200m, com base aérea de 380m e câmara de distância focal de 152,4mm, foram efetuadas as seguintes leituras: x(a) = 53.41mm x(a') = -38.26mm y(a) = 50.84mm x(b) = 88.92mm x(b') = -7.06mm y(b) = -46.69mm Determine as altitudes de A e B e a distância entre eles no terreno. 144 144- onde a = -2.560.E-08 b = 75.E-08 f)À distorção das lentes F 0 E Epodem ser radiais ou tangenciais; F 0 E Eas radiais são produto de imperfeições na fabricação das lentes e são influenciadas pela posição do diafragma; F 0 E Eas tangenciais são causadas por defeito na centragem das lentes da objetiva; F 0 E Eestas, nunca são eliminadas completamente. g)À deformação do material sensível F 0 E Eque não é uniforme; F 0 E Eque sempre ocorre em função da temperatura, da umidade e do tratamento físico-químico que é dado ao material; F 0 E Esó é minimizada quando se trabalha com material especial ou quando a câmara utiliza placa de vidro reticulada. h)Ao olho humano F 0 E Ea nitidez da imagem fica prejudicada por problemas de miopia, hipermetropia, presbiopia e astigmatismo. 29.10. Exercícios 1.Uma catedral com altura (h) se encontra a 500m acima do nível do mar. Esta catedral aparece numa fotografia aérea tomada de uma altitude de vôo de 11.648m e com uma câmara de distância focal de 88,5mm. O ângulo de inclinação da foto é de 1F 0B 0 e o deslocamento do topo da catedral, devido a esta inclinação, é de 2,5mm. O deslocamento da imagem entre o topo e a base da catedral foi medido na fotografia e é de 1,0mm. Calcular a altura da catedral e o deslocamento radial total sabendo-se que a distância do ponto principal à base da imagem é de 8,85cm e que a câmara é uma grande-angular. 2.Considerando-se f igual a 152,4mm, H igual a 4.000m e F 06 1 igual a 94 F 0 B 0 determine o deslocamento da imagem de um ponto A de uma fotografia, em mm, devido à curvatura da Terra. 3.Com os dados do problema anterior, determine o deslocamento da imagem do ponto A devido à refração atmosférica. 4.Fotografa-se, a partir de uma altitude de 5.000m e com uma distância focal de 152mm um terreno cuja altitude varia de 400m a 2200m. Qual a escala nos pontos mais baixos e mais altos do terreno e quais os deslocamentos devido ao relevo para as imagens a e b situadas, respectivamente, a 2 e a 10cm do centro da fotografia? 5.Uma imagem está a 90mm do centro da fotografia. Sua elevação é de 2000m e a altura de vôo foi de 10.000m em referência a um Datum. Calcular o deslocamento da imagem devido ao relevo. 147 147- 6.Num planejamento aerofotogramétrico o vôo de mapeamento indica que a posição da base de uma montanha de 1.500m de altura aparecerá a 75mm do ponto principal de uma fotografia de escala previamente determinada. Se a altitude de vôo é de 6.000m, a que distância da posição da base estará o topo da montanha? E a que distância da margem da fotografia, que mede 228,6 x 228,6mm, estará a imagem? 30. Planejamento de Vôo Todo projeto fotogramétrico, envolve um planejamento de vôo fotogramétrico. Um vôo fotogramétrico nada mais é que um vôo tecnicamente executado, com o objetivo de obter a cobertura aerofotográfica de uma determinada região do terreno, que será levantado, através da aerofotogrametria. A cobertura aerofotográfica, portanto, é o nome dado ao conjunto de fotografias aéreas verticais, tecnicamente obtidas de uma aeronave e que representam correta e completamente a superfície do terreno a ser estudado. Os fatores que devem ser levados em consideração, durante o planejamento de um vôo fotogramétrico são: F 0 E EFinalidade das fotografias: se quantitativa (medição) ou se qualitativa (interpretação). F 0 E EProduto final desejado: se mapas, dados numéricos, mosaicos, fotoíndices, ortofotos etc. F 0 E EPrecisão exigida pelo projeto: se é um vôo de reconhecimento, detalhado ou semi- detalhado. Quanto maior a precisão, maior a escala da foto e maior o custo do levantamento. F 0 E EForma e tamanho da área que será fotografada: para isso, utiliza-se um mapa da região, de onde serão extraídas as informações: limites da área do projeto, as cidades mais importantes, a localização e o número de pontos de apoio terrestre, a direção do vôo (se N-S ou L-O), o número de linhas de vôo, a quantidade de fotografias, o recobrimento longitudinal e recobrimento lateral, etc. F 0 E ETipo de relevo que a área apresenta: para prever e planejar uma ou mais alturas de vôo, em função das diferenças de nível entre os pontos, que afetam significativamente a escala das fotos. obs.: a 3D só é possível em fotos com diferença de escala de até 15%, porém, para trabalhos que exigem observação constante, diferenças superiores a 5% são prejudiciais à visão. F 0 E EEscala da fotografia em função do produto final desejado: é função das limitações físicas e óticas do equipamento de restituição que será utilizado. F 0 E EEscala da fotografia em função da altura de vôo e da distância focal: para evitar distorções acentuadas. F 0 E EPontos de apoio horizontais(X,Y) e verticais(Z) necessários à aerotriangulação: são pontos terrestres constituídos por vértices pertencentes às redes de 1a, 2a e 3a ordem, e suas coordenadas (geodésicas, geográficas ou planas) são determinadas através da Geodésia, Astronomia ou Topografia. F 0 E ECaracterísticas dos equipamentos de restituição disponíveis para o projeto: são levados em consideração elementos tais como: distância de projeção ótima, distância focal, base, tamanho do negativo etc. 148 148- F 0 E ECaracterísticas das câmaras métricas disponíveis: distância focal, poder de resolução das lentes, formato, tempo de exposição, ângulo de campo etc. F 0 E ECaracterísticas do avião: velocidade de cruzeiro (250 a 960Km/h), altura de cruzeiro (8500 a 10000m), autonomia de vôo (3 a 6h), estabilidade, manejo, etc. F 0 E ECaracterísticas dos filmes e filtros: dependendo da finalidade do projeto. F 0 E EPeríodo ou época propícia para a tomada das fotografias: condições atmosféricas normais (dias claros, sem nuvens, pouco vento), altura mínima (30F 0B 0 ) e máxima do sol (45F 0B 0 ), etc. obs.: para os interessados no cálculo (técnico-financeiro) de um planejamento de vôo completo, recorrer à bibliografia indicada no início do ano letivo. 31. Restituição Fotogramétrica É o nome dado à operação que visa obter o original fotogramétrico (carta ou mapa obtido através de fotografias). Consiste em, através de instrumentos e técnicas específicas, transformar a projeção cônica do fotograma (ou par fotográfico) em uma projeção ortogonal (carta ou mapa), onde serão desenhados os pormenores planialtimétricos do terreno, após ter sido restabelecida a equivalência geométrica entre as fotografias aéreas, no instante em que foram tomadas, e o par de diapositivos que se encontra no projetor. Esta transformação pode ser: F 0 E EGráfica F 0 E EAnalógica F 0 E EAnalítica ou numérica F 0 E EDigital As transformações analógicas e analíticas envolvem as seguintes etapas de operação do aparelho restituidor: F 0 E EOrientação interior: este é o momento em que os pontos principais do fotograma são determinados, através das marcas fiduciais, e, em que é realizado o ajuste da distância focal do projetor (que deve ser proporcional à da câmara utilizada). F 0 E EOrientação exterior ou relativa: é o momento em que são determinados os principais movimentos (num total de seis) que afetaram a fotografia no instante de sua tomada. Três destes, são movimentos de translação e os outros três, movimentos de rotação. É nesta fase, também, que se elimina a paralaxe (distorções) dos pontos fotografados. F 0 E EOrientação absoluta: é o momento em que se determina a escala do modelo estereoscópico (imagem 3D), formado pelas duas imagens projetadas, e, em que se determina a altura deste modelo, segundo o nível de referência pretendido. 32. Produtos Aerofotogramétricos mais comuns F 0 E EFotoíndice: é o nome dado ao conjunto de fotografias aéreas de uma determinada região. Estas fotografias estão em escala aproximada, ligadas e montadas umas às 149 149-
Docsity logo



Copyright © 2024 Ladybird Srl - Via Leonardo da Vinci 16, 10126, Torino, Italy - VAT 10816460017 - All rights reserved