Fotogrametria

Ciência e tecnologia para obtenção de informações métricas e reconstrução tridimensional a partir de imagens.

Conceito-chave

Fotogrametria é a ciência e tecnologia utilizada para obter informações métricas e reconstruir o espaço tridimensional a partir de imagens bidimensionais obtidas por diferentes plataformas e posições de aquisição.

A técnica permite extrair informações relacionadas à posição, forma, dimensões, alturas e características geométricas dos objetos e da superfície terrestre, utilizando procedimentos de aquisição, orientação, processamento e interpretação das imagens.

A Fotogrametria pode ser aplicada na produção de informações cartográficas, levantamentos topográficos, modelagem tridimensional, cadastro, planejamento territorial, engenharia, arquitetura, monitoramento e documentação de objetos e estruturas.

Como funciona a Fotogrametria

Aquisição das imagens
Orientação das imagens
Identificação de pontos correspondentes
Reconstrução geométrica / 3D
Geração dos produtos fotogramétricos
Controle e avaliação dos resultados

Quando existem imagens obtidas de posições diferentes e com sobreposição adequada, é possível explorar a geometria entre essas imagens para obter informação tridimensional. O princípio estereoscópico utiliza imagens obtidas de diferentes posições para produzir percepção e reconstrução tridimensional.

Representação do princípio da Fotogrametria com duas câmeras em posições diferentes, pontos correspondentes, raios de projeção, nuvem de pontos e modelo tridimensional. — Representação didática do princípio fotogramétrico, relacionando imagens obtidas de diferentes posições, pontos correspondentes e reconstrução tridimensional.

Aerofotogrametria

A Aerofotogrametria utiliza imagens obtidas a partir de plataformas aéreas. Dependendo do projeto e dos requisitos técnicos, podem ser utilizadas aeronaves, sistemas remotamente pilotados, câmeras fotogramétricas, sistemas de posicionamento e orientação e equipamentos de apoio em campo.

O levantamento aerofotogramétrico é realizado de maneira sistemática, formando faixas de fotografias com sobreposição que possibilitam a construção de modelos e a geração de produtos fotogramétricos.

Aplicações da Aerofotogrametria

Mapeamento topográfico
Levantamento cadastral
Planejamento urbano
Acompanhamento de obras
Infraestrutura
Mineração
Agricultura
Monitoramento ambiental
Modelagem tridimensional
Geração de ortofotos
Modelos de superfície e terreno
Apoio a projetos de engenharia

Representação de levantamento aerofotogramétrico com plataforma aérea, linhas de voo, fotografias sobrepostas, pontos de apoio, ortomosaico, nuvem de pontos e modelo 3D. — Representação do processo de aquisição aérea e geração de produtos fotogramétricos.

Fotogrametria Terrestre

A Fotogrametria Terrestre utiliza câmeras posicionadas em estações ou pontos localizados na superfície terrestre. O princípio consiste na utilização de imagens obtidas de diferentes posições para obter informações geométricas e tridimensionais.

Aplicações da Fotogrametria Terrestre

Levantamento de fachadas
Documentação arquitetônica
Patrimônio histórico
Estruturas de engenharia
Taludes
Encostas
Obras
Inspeções
Levantamento de objetos
Modelagem 3D
Documentação de estruturas

Representação de Fotogrametria Terrestre com câmeras em diferentes posições, fotografias, pontos correspondentes, nuvem de pontos e modelo tridimensional de uma estrutura. — Aplicação da Fotogrametria Terrestre na documentação e reconstrução tridimensional de uma estrutura.

Principais produtos fotogramétricos

A Fotogrametria pode gerar diferentes produtos, dependendo do método de aquisição, processamento, controle e finalidade do levantamento.

Ortofoto / Ortoimagem

Imagem corrigida geometricamente para reduzir os efeitos relacionados ao relevo e à geometria de aquisição, permitindo sua utilização como base cartográfica.

Nuvem de pontos

Conjunto de pontos tridimensionais utilizado para representar geometricamente uma superfície ou objeto.

Modelo Digital de Superfície — MDS

Representação da superfície considerando elementos existentes sobre o terreno, conforme a metodologia e os dados utilizados.

Modelo Digital de Terreno — MDT

Representação da superfície do terreno, buscando representar sua configuração sem os elementos superficiais que não façam parte do terreno, conforme o método empregado.

Modelo tridimensional

Representação tridimensional derivada das imagens e dos processos de reconstrução fotogramétrica.

Mosaico fotogramétrico

Composição de múltiplas imagens para formar uma representação contínua da área levantada.

Produtos cartográficos

Os dados fotogramétricos podem ser utilizados na produção de diferentes elementos cartográficos, conforme a finalidade, escala, precisão e metodologia do trabalho.

Representação dos principais produtos fotogramétricos, mostrando imagens, nuvem de pontos, MDS e MDT, ortofoto e modelo 3D. — Principais Produtos Fotogramétricos.

Os produtos fotogramétricos podem ser derivados em diferentes fluxos de processamento, conforme os dados, métodos e objetivos do levantamento.

Fotogrametria e Agrimensura

A Fotogrametria possui grande importância para a Agrimensura porque permite obter informações espaciais de grandes áreas ou objetos a partir de imagens, podendo complementar métodos convencionais de levantamento.

Topografia
Geodésia
GNSS
Cartografia
Geoprocessamento
Cadastro Territorial
Sensoriamento Remoto
BIM
Engenharia Civil

A integração entre Fotogrametria, GNSS, Topografia e Sistemas de Informação Geográfica permite estruturar fluxos de produção de informação territorial mais completos.

Fotogrametria × Topografia

Aspecto	Fotogrametria	Topografia
Fonte principal	Imagens	Medições realizadas no terreno
Aquisição	Câmeras e sensores	Estação total, GNSS e outros instrumentos
Informação	Informação geométrica e espacial derivada de imagens	Medições diretas ou indiretas de campo
Área de cobertura	Pode abranger grandes áreas, conforme o método	Pode ser mais localizada, conforme o método
Produtos	Ortofotos, nuvens de pontos, modelos e produtos cartográficos	Pontos, poligonais, levantamentos planialtimétricos e outros
Representação 3D	Pode gerar modelos tridimensionais	Pode gerar representação tridimensional a partir das medições
Aplicação	Mapeamento, modelagem, cadastro e monitoramento	Levantamentos, locação, controle e projetos
Integração	Pode utilizar pontos de controle e dados GNSS	Pode fornecer controle e validação para produtos fotogramétricos

Fotogrametria e Topografia são técnicas complementares e podem ser utilizadas conjuntamente em um mesmo projeto.

Fotogrametria × Sensoriamento Remoto

A Fotogrametria está fortemente relacionada à reconstrução geométrica e à obtenção de informações métricas a partir de imagens.

O Sensoriamento Remoto possui escopo mais amplo, envolvendo a aquisição de informações sobre objetos ou fenômenos sem contato direto, utilizando diferentes tipos de sensores e regiões do espectro eletromagnético.

Embora relacionados, os conceitos não devem ser tratados como sinônimos.

Controle e qualidade

A qualidade de um produto fotogramétrico depende de diversos fatores relacionados à aquisição, processamento, controle e finalidade do levantamento.

Qualidade das imagens
Resolução espacial
Geometria de aquisição
Sobreposição
Características da câmera/sensor
Posicionamento e orientação
Pontos de apoio/controle
Processamento
Modelo utilizado
Condições do terreno
Método de validação
Finalidade e escala do produto

Aplicações da Fotogrametria

Agrimensura

levantamento territorial
cadastro
mapeamento
representação de parcelas

Engenharia

acompanhamento de obras
volumes
terraplenagem
infraestrutura
inspeções

Cartografia

ortofotos
modelos
mapas
bases cartográficas

Planejamento urbano

cadastro
ocupação do solo
atualização territorial
infraestrutura

Meio ambiente

monitoramento
cobertura do solo
áreas de interesse ambiental

Patrimônio e arquitetura

documentação
fachadas
modelos 3D
conservação

Comparação visual entre Aerofotogrametria e Fotogrametria Terrestre, mostrando diferentes métodos de aquisição e geração de modelos tridimensionais. — Comparação visual entre a aquisição aerofotogramétrica e a Fotogrametria Terrestre.

Subassuntos

Aerofotogrametria — subassunto identificado na estrutura; página específica ainda não criada.
Fotogrametria Terrestre — subassunto identificado na estrutura; página específica ainda não criada.

Referências bibliográficas

Referências diretas

IBGE — Dicionário Cartográfico. Utilizado para conceitos relacionados à Fotogrametria, Aerofotogrametria, levantamento aerofotogramétrico e estereoscopia.
IBGE — Anuário Estatístico do Brasil — Glossário. Utilizado para conceitos de Fotogrametria e levantamento aerofotogramétrico.
IBGE — Cartas-imagem. Utilizado para contextualização de fotografias aéreas, imagens ortorretificadas e mosaicos.
Ministério da Defesa — regulamentação de aerolevantamento. Utilizado para contextualização das operações de aerofotogrametria e produtos decorrentes de aerolevantamento.

Referências indiretas

Publicações técnicas do IBGE relacionadas à Cartografia e Fotogrametria.
Documentação técnica relacionada a aerolevantamento e produtos cartográficos.
Literatura acadêmica de Fotogrametria e Cartografia.
Documentação técnica de sistemas de posicionamento e controle utilizados em levantamentos fotogramétricos.
Normas técnicas aplicáveis aos produtos cartográficos e levantamentos, conforme a finalidade do trabalho.

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