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UNESP

GILMAR RENAN KISAKI OLIVEIRA

RENATO CÉSAR DOS SANTOS

SIMULADOR DIGITAL DO RESTITUIDOR

ANALÍTICO –

UNESP – UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

CAMPUS DE PRESIDENTE PRUDENTEFACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

Presidente Prudente 2011

GILMAR RENAN KISAKI OLIVEIRA

RENATO CÉSAR DOS SANTOS


– Orientação e Restituição Fotogramétrica Digital

Baseada em Técnicas Analíticas

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA PRUDENTE

S E TECNOLOGIA


Orientação e Restituição Fotogramétrica Digital

Orientação e Restituição Fotogramétrica Digital Baseada em Técnicas Analíticas

Fotogrametria II

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1- Disposição das marcas fiduciais. ...................................................................... 7

Figura 2 - Tela inicial do aplicativo.................................................................................. 9

Figura 3 - Inicialização da orientação interior. ............................................................... 10

Figura 4 – Criação do arquivo contendo as coordenadas calibradas das marcas fiduciais.

........................................................................................................................................ 11

Figura 5 – Preenchimento das informações auxiliares e dos parâmetros de calibração da

câmara. ............................................................................................................................ 12

Figura 6 – Criação do arquivo .dat a partir da inserção das informações....................... 12

Figura 7 - Coincidência da pontaria com o centro da marca fiducial presente na

fotografia da esquerda. ................................................................................................... 13

Figura 8 – Ativando as opções de orientação exterior.................................................... 14

Figura 9 – Acionando o método de orientação relativa. ................................................. 15

Figura 10 – Determinação dos parâmetros de orientação relativa.................................. 16

Figura 11 – Processamento da transformação isogonal 3D na orientação absoluta. ...... 17

Figura 12 - Acionando o método da resseção espacial (Exterior de 1 foto). .................. 19

Figura 13 – Observação do ponto de apoio 218. ............................................................ 20

Figura 14 – Selecionando a resseção espacial para a fotografia da esquerda. ................ 21

Figura 15 – Criação de um arquivo contendo a identificação dos pontos de apoio, as

coordenadas e os respectivos pesos das mesmas. ........................................................... 21

Figura 16 – Processamento para a determinação dos parâmetros de orientação exterior.

........................................................................................................................................ 22

Figura 17 – Acionando o método de orientação exterior de 2 fotos............................... 23

Figura 18 – Relatório das discrepâncias nos pontos de apoio. ....................................... 24

Figura 19 – Opções ativadas após a geração do relatório das discrepâncias nos pontos de

apoio. .............................................................................................................................. 25


Fotogrametria II

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Figura 20 – Acionando o método de orientação exterior simultânea (Orientação Exterior

Simultânea). .................................................................................................................... 26

Figura 21 – Observação do ponto de apoio 146. ............................................................ 27

Figura 22 – Relatório das discrepâncias nos pontos de apoio. ....................................... 28


apoio. .............................................................................................................................. 28

Figura 24 – Janela para realização da restituição. .......................................................... 30

Figura 25 – Quadra restituída. ........................................................................................ 31

Figura 26 – Visualização da quadra restituída no software AutoCad referente ao

processo de resseção espacial. ........................................................................................ 31


processo de orientação das duas fotos. ........................................................................... 32


processo de orientação simultânea. ................................................................................ 32


processo de orientação analítica e sequencial................................................................. 33


Fotogrametria II

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Coordenadas das marcas fiduciais. .................................................................. 7

Tabela 2 - Coordenadas das marcas fiduciais 2 e 3 referenciadas ao sistema de máquina.

.......................................................................................................................................... 8

Tabela 3 - Parâmetros de orientação relativa.................................................................. 16

Tabela 4 - Coordenadas de terreno dos pontos de Gruber no sistema arbritário. ........... 16

Tabela 5 - Coordenadas de terreno dos pontos de apoio no sistema do espaço objeto. . 18

Tabela 6 - Parâmetros de orientação exterior das duas fotos e sua precisão. ................. 22


Tabela 8 - Parâmetros de orientação exterior das duas fotos e sua precisão. ................. 25


Tabela 10 - Parâmetros de orientação exterior das duas fotos e sua precisão. ............... 29

Tabela 11 - Coordenadas de terreno dos pontos de apoio no sistema do espaço objeto. 29


Fotogrametria II

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ...........................................................................................................6

1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ........................................................................................ 6

1.2 OBJETIVO ................................................................................................................. 6

2. DESENVOLVIMENTO..............................................................................................7

2.1 PREPARAÇÃO DAS IMAGENS A SEREM UTILIZADAS ................................................... 7

2.2 CRIAÇÃO DO PROJETO .............................................................................................. 8

2.3 ORIENTAÇÃO INTERIOR ........................................................................................... 9

2.4 ORIENTAÇÃO EXTERIOR ........................................................................................ 13

2.4.1 Orientação Analítica Sequencial (Relativa e Absoluta) .............................. 14

2.4.2 Ressecção Espacial ....................................................................................... 18

2.4.3 Orientação Exterior de Duas Fotos ............................................................. 23

2.4.4 Orientação Exterior Simultânea .................................................................. 26

2.5 RESTITUIÇÃO ......................................................................................................... 30

3. CONCLUSÃO............................................................................................................34

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................35


Fotogrametria II

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1. INTRODUÇÃO

1.1 Considerações Iniciais

O presente trabalho proposto ao corpo discente do quarto ano de Engenharia

Cartográfica, pelo docente Júlio Kiyoshi Hasegawa, o qual ministra aulas de

Fotogrametria II na FCT – Unesp consiste em utilizar o simulador digital do restituidor

analítico (Prestitui.exe), o qual é um sistema que simula as técnicas de orientação

analítica (interior, relativa e absoluta) em ambiente digital, para a orientação e

restituição fotogramétrica de um par de imagens métricas digitalizadas.

Os instrumentos restituidores fotogramétricos, também conhecidos como

estereorestituidores ou simplesmente restituidores, são instrumentos desenvolvidos para

gerar soluções precisas das posições dos pontos objetos a partir das observações nas

suas respectivas imagens na área de superposição do estereopar (Wolf, 1988). Sendo

esses construídos com alto grau de precisão e calibrados para gerar produtos

cartográficos de alta precisão.

A era dos restituidores analíticos se iniciou com o advento do computador, nos

anos 40, o que caracterizou uma significativa transformação nos processos

fotogramétricos de então. Uma vez que grande quantidade de cálculos necessários, que

havia sido substituída pelos aparelhos mecânicos, passou a poder ser executada

computacionalmente.

1.2 Objetivo

O presente trabalho tem como objetivo principal utilizar o Simulador Digital de

Restuidor Analítico (Prestitui.exe). Nesse caso específico restituir um modelo formado

pelas fotografias 115 e 117, as quais estão em uma escala 1:8000 e foram adquiridas por

uma câmara com distância focal de 153,158mm e quadro focal de 230mm x 230mm.


Fotogrametria II

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2. DESENVOLVIMENTO

Nas seguintes seções serão apresentados uma breve descrição da metodologia

utilizada bem como os procedimentos realizados, na prática, em cada etapa.

2.1 Preparação das imagens a serem utilizadas

A primeira etapa do trabalho consistiu em realizar o redimensionamento do pixel

para 0,025 mm nas imagens 115 e 117. Para tanto calculamos um fator para cada

imagem, o qual possibilitou transformar a dimensão original do pixel, de cada

fotografia, para a requerida (0,025mm), baseando nas coordenadas de duas marcas

fiduciais dispostas na direção do eixo x (2 e 3 – Figura 1) fornecidas no certificado de

calibração da câmera, e das observações das coordenadas das mesmas no sistema de

máquina. A disposição das marcas fiduciais é apresentada na Figura 1, e a coordenadas

dessas marcas são mostradas na Tabela 1.

Figura 1- Disposição das marcas fiduciais.

Tabela 1 - Coordenadas das marcas fiduciais. Marca fiducial Coordenada x (mm) Coordenada y (mm)

1 -106,071 -106,094 2 106,039 106,063 3 -106,103 106,023 4 106,174 -106,094

Para medir as coordenadas dos pontos 2 e 3, nas fotografias 115 e 117, no

sistema de máquina utilizamos o aplicativo Irfanview e essas são apresentadas na Tabela

2.


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Tabela 2 - Coordenadas das marcas fiduciais 2 e 3 referenciadas ao sistema de máquina. Fotografia 115 Fotografia117

Marca fiducial c (pixels) l (pixels) c (pixels) l (pixels) 2 581 573 543 570 3 10683 532,5 10648 531

Conhecendo as coordenadas de dois pontos no sistema fiducial e no sistema de

máquina foi possível calcular a dimensão real dos pixels que compõem a imagem a ser

trabalhada, através da Equação 1.

tam_pix=dfid

dmaq (1)

onde:

tam_pix – Tamanho do pixel;

dfid – Distância no sistema de coordenadas fiducial;

dmaq – Distância no sistema de coordenadas de máquina.

A partir da Equação 1 e usando as coordenadas dos pontos 2 e 3 apresentadas

nas Tabelas 1 e 2, chegamos que o tamanho do pixel que constitui a imagem 115

corresponde a 0,020999 mm. Procedendo da mesma forma para encontrar o tamanho do

pixel da fotografia 117, chegou-se no valor de 0,020993mm.

Conhecendo-se as dimensões do pixel em ambas as fotografias dividiu-se esses

por 0,025mm para determinar o valor do fator para cada uma das imagens.

�Fator115=0,83999324Fator117=0,83974436

�

Esses valores dos fatores foram multiplicados pela largura original da sua

correspondente fotografia, e o valor resultante desta operação matemática foi

substituído na opção Width no comando do Irfanview que permite a reamostragem do

pixel. Depois de estabelecido o tamanho padrão para a dimensão do pixel (0,025mm)

salvou-se a imagem modificada no formato .bmp. Tais procedimentos mencionados

foram aplicados para as duas fotografias.

2.2 Criação do projeto

Ao executar o programa “Prestitui” uma caixa de diálogo é apresentada, caso o

projeto já exista clicar em Sim caso contrário em Não. O sistema sempre solicita a


Fotogrametria II

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criação de um projeto para que os arquivos e alguns dados fiquem armazenados em um

único diretório.

Figura 2 - Tela inicial do aplicativo.

Na inexistência do projeto deve-se criar um, para tanto seguiu-se os seguintes

passos:

1) Clicou-se sobre a opção Não na caixa inicial do aplicativo;

2) Digitou-se o nome do projeto, adicionando a extensão .prj;

3) Registraram-se alguns valores como: superposição longitudinal, quadro

focal, escala da foto e altitude do plano médio (Figura 3);

4) Adicionaram-se as imagens, verificando se a superposição estava na parte

interna.

Os elementos mencionados no passo 3 são conhecidos a priori, uma vez que as

imagens foram adquiridas com uma câmara de quadro 230mm por 230mm e a

superposição longitudinal foi calculada no trabalho anterior e equivale a 61%.

2.3 Orientação Interior

As formulações envolvidas numa restituição analítica estão baseadas na

consideração que os raios de luz que formam as imagens passam pela lente atingindo o

plano de negativo, vindo do ponto situado no espaço objeto, descrevendo um caminho

retilíneo. Porém, na prática o caminho ótico não é mantido retilíneo devido a vários

fatores físicos, tais como:

• Erros provocados no instante da exposição, devido ás condições atmosféricas

e distorções da lente;

• Erros ocorridos nas etapas de processamento, devido à tração imposta no

filme; e

• Erros cometidos nas medições e diferentes sistemas de coordenadas

utilizados.


Fotogrametria II

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Esses erros sistemáticos acima mencionados são em função de vários fatores e

geralmente são classificados em três grupos: deformação do filme, distorção das lentes e

refração atmosférica. Desta forma a orientação interior nada mais é que a correção dos

erros sistemáticos que ocorrem durante o processo de formação da imagem.

Para iniciar a orientação interior no simulador analítico clicou-se na opção

“orientação interior” (Figura 3), sendo esta habilitada após o acionamento das duas

imagens. Ao acionar as fotografias tomou-se o cuidado de as áreas de sobreposição estar

adjacentes.

Figura 3 - Inicialização da orientação interior.

Ao acionar a orientação interior abriu uma caixa de mensagem perguntando se a

orientação interior já foi realizada, como esta ainda não havia sido efetuada selecionou-

se sobre a opção “Não”.

Ao escolher esta opção abriu-se outra janela a qual engloba as técnicas para a

eliminação dos erros sistemáticos existentes nas fotografias 115 e 117. Para a correção

dos erros sistemáticos de ambas as fotografias, selecionou-se a transformação afim, uma

vez que esta é a mais indicada para eliminar o erro inerente a tração do filme para

câmaras com quadro focal 230mm por 230mm. Após a habilitação da transformação, o

aplicativo pergunta se o arquivo contendo as coordenadas calibradas das marcas

fiduciais já existe, neste caso o arquivo não existia, tornando necessária a criação do


Fotogrametria II

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mesmo através da inserção das coordenadas calibradas, do identificador

correspondentes a cada uma par de coordenadas e o tipo de câmara utilizada (GA) que

as fotografias foram obtidas.

Figura 4 – Criação do arquivo contendo as coordenadas calibradas das marcas fiduciais.

Após a inserção das coordenadas calibradas das marcas fiduciais, fornecidas

pelo certificado de calibração, salvou o arquivo com tais coordenadas na no formato .dat

(mf_calib.dat).

A próxima etapa consistiu em criar um arquivo dos referentes aos erros

sistemáticos, uma vez que este era inexistente. O conteúdo deste compreende os

parâmetros de calibração da câmara, ponto principal, distância focal calibrada,

parâmetros da distorção simétrica e descentrada, e informações adicionais como critério

de convergência, tamanho do pixel e o máximo de iterações.

Para a criação do arquivo anteriormente mencionado foi inseridos as informação

requeridas, preenchidos todos os campos clicou-se na opção inserir e em seguida salvou

o arquivo no formato .dat (info.dat).


Fotogrametria II

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Figura 5 – Preenchimento das informações auxiliares e dos parâmetros de calibração da câmara.

Figura 6 – Criação do arquivo .dat a partir da inserção das informações.

Realizada a etapa anterior, fizemos as observações das marcas fiduciais onde

foram coincididos os centros das marcas fiducias de ambas as fotografias com a

pontaria. A Figura 7 ilustra a coincidência da pontaria com o centro da marca fiducial

presente na fotografia da esquerda.


Fotogrametria II

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Figura 7 - Coincidência da pontaria com o centro da marca fiducial presente na

fotografia da esquerda.

Efetuada a centragem do alvo nos centros das marcas fiduciais na fotografia da

esquerda e da direita salvou-se o arquivo com as coordenadas observadas no formato

.dat (mf_obs.dat). Clicou-se sobre a opção “Processa – Transformação” para que os

parâmetros de transformação, para cada foto, fossem calculados. Devemos salientar que

os 6 parâmetros da transformação afim (2 de translação, 2 de escala, 1 fator de não

ortogonalidade e 1 rotação), para cada fotografia, foram determinados mediante o

Método dos Mínimos Quadrados (MMQ), uma vez que foram observados quatro

marcas fiduciais, resultando em um sistema de equações com 2 graus de liberdade.

2.4 Orientação Exterior

O simulador analítico “Prestitui” proporciona quatro processos para a orientação

exterior: orientação analítica sequencial (relativa e absoluta), ressecção espacial

(orientação de uma foto), orientação de duas fotos e orientação simultânea. A seguir são

apresentadas as etapas realizadas de cada processo.


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2.4.1 Orientação Analítica Sequencial (Relativa e Absoluta)

No modo analítico ou digital, a orientação do modelo consiste em determinar os

elementos de orientação exterior das duas fotos para depois determinar as coordenadas

dos pontos no espaço objeto por intersecção dos raios homólogos. No entanto, devido a

versatilidade do modo analítico, a orientação pode ser conduzida de modo semelhante

ao do analógico, ou seja, o processo pode ser realizado por duas orientações: relativa e

absoluta. Para iniciar a orientação relativa no simulador analítico, primeiramente clicou-

se na opção “orientação exterior” (Figura 8), e em seguida acionou-se a opção

“Orientação Relativa” (Figura 9).

Figura 8 – Ativando as opções de orientação exterior.


Fotogrametria II

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Figura 9 – Acionando o método de orientação relativa.

Ao acionar o método de orientação relativa abriu-se uma janela perguntando se a

orientação exterior era conhecida, como não havíamos efetuado esta clicou-se sobre a

opção “Não”, o que fez abrir outra janela perguntando se o arquivo contendo os pontos

de apoio já existe, tendo que este arquivo ainda não foi criado, selecionamos a opção

“Não”. Abriu-se uma janela chamada “Módulo Restituição: Sequencial” com as duas

fotos possibilitando as observações dos pontos de apoio.

Depois de realizada a observação de todos os pontos de apoio, salvaram-se as

coordenadas observadas, referenciadas a um sistema arbitrário, em um arquivo no

formato .dat (tela_or.dat).

Criado o arquivo tela_or.dat, selecionamos a opção “Processa - Relativa” para a

determinação dos parâmetros de orientação relativa onde foram fixados 7 elementos de

orientação (neste caso, X, Y e Z dos dois projetores e ω do projetor da direita) para a

determinação dos outros 5 (Figura 10).


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Figura 10 – Determinação dos parâmetros de orientação relativa.

A Tabela 3 apresenta os parâmetros de orientação relativa determinados, bem

como os fixados. Enquanto a Tabela 4 apresenta as coordenadas de terreno dos pontos

de Gruber determinadas e referenciadas a um sistema arbritário. Neste trabalho

específico consideramos os pontos de Gruber coincidentes com os de apoio, tal decisão

ocorreu devido à boa distribuição desses pontos no modelo estereoscópico.

Tabela 3 - Parâmetros de orientação relativa. Projetor da esquerda

ω�(rad) ϕ�(rad) κ�(rad) X�(m) Y�(m) Z�(m) 0.013573 -0,024480 -0.011102 1000.000000 1000.000000 153.158000

Projetor da direita ω�(rad) ϕ�(rad) κ�(rad) X�(m) Y�(m) Z�(m)

0.000000 -0.000124 -0.004921 1091.098992 1000.000000 153.158000

Tabela 4 - Coordenadas de terreno dos pontos de Gruber no sistema arbritário.

Pontos de Gruber Coordenadas de terreno no sistema arbritário

X (m) Y (m) Z (m) 218 991.871128 996.869538 6.174510 217 1090.373337 1007.335979 9.825409 149 1004.400191 1089.751819 9.048808 147 1103.195654 1099.291593 8.385000 136 1005.416521 908.987920 8.315963


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146 1098.078500 909.014300 2.034347

Terminada a orientação relativa, um modelo estereoscópico das imagens

processadas são geradas, entretanto, este modelo está num sistema de coordenadas

arbritário sem definição de escala e o eixo z não está orientado em relação ao sistema de

coordenadas terrestre utilizado. O modelo estereoscópico formado representa

perfeitamente a morfologia do terreno, desta maneira, para validar este modelo como

uma representação planialtimétrica equivalente ao terreno fotografado, faz-se necessário

realizar uma transformação geométrica que sintetiza a orientação absoluta, no caso deste

simulador analítico é utilizado a transformação isogonal 3D (Figura 11).

Figura 11 – Processamento da transformação isogonal 3D na orientação absoluta.

A solução da orientação absoluta passa, inicialmente, pela determinação dos sete

parâmetros de transformação, na qual está condicionada a um conhecimento nos dois

sistemas de no mínimo de três pontos para uma solução única e quatro ou mais para

aplicar o MMQ. A Tabela 5 apresenta as coordenadas de terreno dos pontos de apoio

restituídos, referenciados ao sistema do espaço objeto resultantes da transformação.


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Tabela 5 - Coordenadas de terreno dos pontos de apoio no sistema do espaço objeto.

Pontos de Apoio Coordenadas de terreno no sistema do espaço objeto

X (m) Y (m) Z (m) 218 459795.938369 7553088.390246 451.190547 217 460605.532898 7553172.486507 482.454393 149 459900.943188 7553850.986559 477.087701 147 460712.608533 7553927.821965 472.895278 136 459905.768608 7552365.814672 466.969221 146 460667.338369 7552364.415382 416.311297

2.4.2 Ressecção Espacial

A determinação dos parâmetros de orientação exterior para cada uma das

fotografias pode ser realizada de forma direta, com o auxílio de um sistema GPS, ou

indiretamente, utilizando as equações de colinearidade na forma direta. O método que

determina tais incógnitas, para cada fotografia separadamente, baseando nas equações

de colinearidade na forma direta é denominado pelos profissionais da área de

fotogrametria de ressecção espacial.

Como o objetivo do método mencionado acima é obter a posição do centro

perspectivo bem como os ângulos de rotação dos eixos x, y e z, tomam-se as equações

de colinearidade na forma direta para determinar estes. Para encontrar os valores dos

seis parâmetros de orientação exterior basta ter três pontos foto identificáveis, porém ao

adotar esta solução sem abundância de observações, erros inerentes as coordenadas

fotogramétricas podem influenciar a solução do sistema. Para que os erros relacionados

a tais coordenadas não venham a influenciar os parâmetros de forma considerável, deve-

se tomar um número de observações que proporcione graus de liberdade ao sistema de

equações, possibilitando assim a aplicação do Método dos Mínimos Quadrados (MMQ).

O método de ajuste usado na ressecção espacial é o método paramétrico, o qual

também é conhecido como método das equações de observações. Nesse método cada

observação proporciona uma equação (números de observações equivale aos números

de equações), e estas são de tal forma que se podem explicitar cada observação em

função dos parâmetros (u). Desta forma o modelo matemático para aplicação do método

paramétrico é L� = F(X�). Na sequência serão descritos os procedimentos que geralmente são usados para

determinar os parâmetros de orientação exterior (ω, φ, κ, XL, YL, ZL), tomando que as


Fotogrametria II

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observações são abundantes e as imagens trabalhadas estão referenciadas ao sistema de

máquina.

• Encontrar os parâmetros de orientação interior;

• Escolher os pontos fotoidentificáveis;

• Medir as coordenadas imagens dos pontos fotoidentificáveis;

• Determinar em campo as coordenadas dos pontos de apoio;

• Estabelecer os parâmetros aproximados e aplicar o método paramétrico.

Para iniciar a ressecção espacial no simulador analítico primeiramente clicou-se

na opção “orientação exterior” (Figura 8), a qual é disponibilizada após a realização da

orientação interior das duas fotografias e em seguida acionou-se a opção “Exterior de 1

foto” (Figura 12).

Figura 12 - Acionando o método da resseção espacial (Exterior de 1 foto).

Ao acionar o método da ressecção espacial abriu-se uma janela perguntando se a

ressecção espacial já foi realizada, como não havíamos efetuado esta clicou-se sobre a

opção “Não”, o que fez abrir outra janela perguntando se o arquivo contendo os pontos

de apoio já existe, tendo que este arquivo ainda não foi criado selecionamos a opção

“Não”. Com isso abriu uma janela chamada monocomparador com duas opções,

“imagem direita” e “imagem esquerda”, aptas a serem selecionadas. Em primeira

instância selecionou-se a opção “imagem esquerda”, habilitando uma janela onde foram


Fotogrametria II

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observados os seis pontos de apoio. A Figura 13 mostra a observação do ponto de apoio

218.

Figura 13 – Observação do ponto de apoio 218.

Depois de realizada a observação de todos os pontos de apoio salvou-se as


formato .dat (telapoio_esq.dat).

Criado o arquivo contendo as coordenadas dos pontos de apoio referenciadas a

um sistema arbitrário, selecionamos a opção “ressecção espacial”, a qual foi

disponibilizada após a criação do arquivo de observações dos pontos na fotografia da

esquerda (Figura 14).


Fotogrametria II

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Figura 14 – Selecionando a resseção espacial para a fotografia da esquerda.

Ao acionar a ressecção espacial abriu uma janela que possibilita a criação de um

arquivo, o qual contenha a identificação dos pontos de apoio, as coordenadas obtidas em

campo bem como os pesos das mesmas, ou a seleção do mesmo caso exista. No nosso

casso específico este arquivo não existia, então realizamos a criação do mesmo através

da janela que abriu (Figura 15) ao indicarmos que o arquivo contendo os pontos de

apoio não existia.

Figura 15 – Criação de um arquivo contendo a identificação dos pontos de apoio, as coordenadas e os respectivos pesos das mesmas.

Inseridas as informações indicadas na Figura 15, para os pontos de apoio,

salvou-se o arquivo em formato .dat (apoio.dat). Habilitando assim a janela da ressecção

espacial, onde foi necessário abrir o arquivo contendo as observações dos pontos de

apoio (telapoio_esq.dat) e o arquivo contento as informações sobre os pontos de apoio

(apoio.dat). Com devidos arquivos ativos, clicou-se sobre a opção “Processa” (Figura


Fotogrametria II

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16), a qual gerou um arquivo contendo os parâmetros de orientação exterior bem como

a precisão de cada um.

Figura 16 – Processamento para a determinação dos parâmetros de orientação exterior.

Para encontrar os parâmetros de orientação exterior para a fotografia da direta

procede-se de forma análoga à realizada para determinação destes parâmetros para a

fotografia da esquerda. A Tabela 6 refere-se à esses parâmetros calculados e às

respectivas precisões de cada elemento. Enquanto a Tabela 7, às coordenadas ajustadas

de terreno dos pontos de apoio no sistema do espaço objeto.

Tabela 6 - Parâmetros de orientação exterior das duas fotos e sua precisão.

Fotografia Parâmetros de orientação

exterior Precisão

Esquerda

ω (rad) 0.015915 0.000601 ϕ (rad) -0.026076 0.000870 κ (rad) 6.269858 0.000305 X (m) 459860.831797 1.137051 Y (m) 7553111.145010 0.985913 Z (m) 1659.506111 0.572136

Direita

ω (rad) 0.001758 0.000582 ϕ (rad) -0.002082 0.000783 κ (rad) -0.006888 0.000276 X (m) 460608.937509 1.047781 Y (m) 7553110.583191 0.949341 Z (m) 1660.970095 0.440821


Fotogrametria II

23



X (m) Y (m) Z (m) 218 459796.021700 7553088.434000 449.980600 217 460605.717400 7553172.656000 480.977000 149 459900.875000 7553851.146000 477.331400 147 460712.238800 7553927.537000 473.997700 136 459905.696400 7552366.172000 468.305900 146 460667.570400 7552363.954000 416.306400

2.4.3 Orientação Exterior de Duas Fotos

Para iniciar a orientação exterior de duas fotos no simulador analítico,

primeiramente clicou-se na opção “orientação exterior” (Figura 8), e em seguida

acionou-se a opção “Exterior de 2 fotos” (Figura 17).

Figura 17 – Acionando o método de orientação exterior de 2 fotos.


Fotogrametria II

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Ao acionar o método de orientação exterior de duas fotos, abriu-se uma janela

perguntando se a orientação exterior era conhecida, como não havíamos efetuado esta

clicou-se sobre a opção “Não”, o que fez abrir outra janela perguntando se o arquivo

contendo os pontos de apoio já existe, tendo que este arquivo ainda não foi criado,

selecionamos a opção “Não”. Abriu-se uma janela chamada “Orientação Exterior – 2

fotos” com as duas fotos possibilitando as observações dos pontos de apoio.

Depois de realizada a observação de todos os pontos de apoio, salvaram-se as


formato .dat (telapoio_par.dat).

Criado o arquivo contendo as coordenadas dos pontos de apoio, selecionamos a

opção “Processa”, a qual foi disponibilizada após a criação do arquivo telapoio_par.dat

(Figura 18).

Ao acionar a opção “Processa”, abriu-se uma janela perguntando se o arquivo

“apoio.dat” já existia, como este foi criado anteriormente clicou-se sobre a opção “Sim”

e selecionou-se o arquivo. Realizado isto, gerou-se um relatório contendo as

discrepâncias nos pontos de apoio (Figura 18) e salvou-se este como “relat_aju_2f.dat”.

Em seguida, ativaram-se as opções destacas na Figura 19.

Figura 18 – Relatório das discrepâncias nos pontos de apoio.


Fotogrametria II

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apoio.

Em seguida, os arquivos contendo a orientação exterior (ext_duas.dat) e os

pontos ajustados (apoio_aju_2f.dat) foram salvos.



exterior Precisão

Esquerda


Direita




X (m) Y (m) Z (m) 218 459796.021388 7553088.434000 449.981346 217 460605.717622 7553172.656000 480.977762 149 459900.875002 7553851.145992 477.331376 147 460712.238794 7553927.536993 473.997648 136 459905.696413 7552366.172014 468.305848 146 460667.570390 7552363.954000 416.306382


Fotogrametria II

26

2.4.4 Orientação Exterior Simultânea

Para iniciar a orientação exterior simultânea no simulador analítico,

primeiramente clicou-se na opção “orientação exterior” (Figura 8), a qual é

disponibilizada após a realização da orientação interior das duas fotografias e em

seguida acionou-se a opção “Orientação Exterior Simultânea” (Figura 20).

Figura 20 – Acionando o método de orientação exterior simultânea (Orientação Exterior Simultânea).

Ao acionar o método da orientação exterior simultânea abriu-se uma janela

perguntando se tal orientação já foi realizada, como não havíamos efetuado esta, clicou-

se sobre a opção “Não”, o que fez abrir outra janela perguntando se os pontos de apoio

já foram observados, tendo que estes ainda não haviam sidos observados, clicou-se

sobre a opção “Não”. Abriu-se uma janela chamada “Orientação Exterior Simultânea”,

a qual possibilitou observar os seis pontos de apoio, através da coincidência das marcas

homólogas sobre os pontos de apoio. A Figura 21 mostra a observação do ponto 146.


Fotogrametria II

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Figura 21 – Observação do ponto de apoio 146.

Depois de realizada a observação de todos os pontos de apoio, salvou-se as


formato .dat (telapoio_par.dat).

Criado o arquivo contendo as coordenadas dos pontos de apoio referenciadas a

um sistema arbitrário, selecionamos a opção “Processa” para o ajustamento, a qual foi

disponibilizada após a criação do arquivo de observações dos pontos no modelo.

Ao acionar a opção “Processa”, abriu uma janela perguntando se o arquivo

“apoio.dat” já existia, como este foi criado anteriormente clicou-se sobre a opção “Sim”

e selecionou-se o arquivo. Realizado isto, gerou-se um relatório contendo as

discrepâncias nos pontos de apoio e salvou-se este como “relat_aju_simu.dat” (Figura

22). Em seguida, ativaram-se as opções destacas na Figura 23.


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Figura 22 – Relatório das discrepâncias nos pontos de apoio.


apoio.

A Tabela 10 refere-se aos parâmetros de orientação exterior das duas fotos

determinados e sua precisão. Enquanto a Tabela 11, às coordenadas de terreno ajustadas

dos pontos de apoio no sistema do espaço objeto.


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exterior Precisão

Esquerda


Direita




X (m) Y (m) Z (m) 218 459796.021401 7553088.433983 449.981422 217 460605.717627 7553172.656003 480.977751 149 459900.875002 7553851.145997 477.331379 147 460712.238789 7553927.536989 473.997640 136 459905.696415 7552366.172017 468.305837 146 460667.570389 7552363.953996 416.306393

Em seguida, salvaram os arquivos contendo a orientação exterior (ext_simu.dat)

e os pontos ajustados (apoio_aju_2f_simu.dat). Então, selecionou-se a opção

“Restituição” e abriu-se o arquivo contendo as coordenadas de tela observadas e a

janela para realizar a restituição (Figura 24) da feição desejada.


Fotogrametria II

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Figura 24 – Janela para realização da restituição.

2.5 Restituição

A restituição realizou-se digitalizando os cantos de uma quadra e de um lote

definindo-os como feições fechadas. Esse procedimento possibilita a geração de

coordenadas 3D dos pontos que definem as feições, cujos dados foram exportados em

arquivo ASCII – texto e convertidos para o padrão DXF-Autocad (DXF). É importante

ressaltar que, somente na orientação exterior simultânea, a restituição realiza-se de

forma conjunta à determinação dos parâmetros de orientação exterior. A Figura 25

mostra a localização da quadra restituída, já as Figuras 26, 27, 28 e 29 mostram as

visualizações da quadra no software AutoCad referentes aos processos de orientação

exterior de uma foto, de duas fotos, simultânea e de orientação analítica sequencial,

respectivamente.


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Figura 25 – Quadra restituída.


processo de resseção espacial.


Fotogrametria II

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processo de orientação das duas fotos.


processo de orientação simultânea.


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processo de orientação analítica e sequencial.


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3. CONCLUSÃO

O presente trabalho consistiu em utilizar o simulador digital do restituidor

analítico, o qual é um sistema que simula as técnicas de orientação analítica (interior,

relativa e absoluta) em ambiente digital, para a orientação e restituição fotogramétrica

de um par de imagens métricas digitalizadas. Os módulos de orientação

disponibilizados pelo simulador do restituidor analítico, e que foram trabalhados neste

trabalho são: orientação analítica seqüencial (relativa e absoluta), orientação exterior de

uma foto, orientação exterior de duas fotos e orientação exterior simultânea.

No decorrer do relatório foram descritos os procedimentos necessários para a

realização da restituição de uma feição de interesse, utilizando os quatros módulos

disponíveis no simulador do restituidor analítico. Devemos destacar que em todos os

módulos, exceto o que utiliza a orietação analítica sequencial, utilizou-se o método da

intersecção dos raios homólogos aplicando o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ)

para realizar a restituição da feição de interesse.

De forma a verificar os resultados obtidos na restituição determinou-se as

coordenadas dos pontos de apoio nos quatro diferentes módulos (Tabelas 5, 7, 9 e 11).

Através de tal procedimento, foi possível verificar que as coordenadas dos pontos de

apoio obtidas nos diferentes módulos se mostraram com baixa discrepância, mostrando

que os processos foram efetuados de maneira correta.

Contudo, este trabalho possibilitou a nós discentes, uma melhor familiarização

com as diferentes técnicas utilizadas no processo de orientação e restituição

fotogramétrica através de um restituidor analítico.


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4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

HASEGAWA, J. K. Simulador Digital do Restituidor Analógico – Orientação e

Restituição Fotogramétrica Digital Baseada em Técnicas Analógicas. Presidente

Prudente, FCT – Unesp, 2010. 60 p.

WOLF, P. R.; DEWITT, B. A. Elements of photogrammetry, with applications in

GIS. 3.ed. Singapore: McGraw-Hill, 2000.

simulador digital do restituidor analÍtico … · figura 2 - tela inicial do aplicativo. na...

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