fotogrametria e fotointerpretação (aulas) (1)

Universidade Federal dos Vales Vales do Jequitinhonha e Mucuri - UFVJM Faculdade de Ciências Agrárias Departamento de Engenharia Florestal

Assunto: Fotogrametria Métrica e Interpretativa

Professor: Fabrício da Silva Terra Disciplina: Fotogrametria Métrica e Interpretativa

Revisão sobre Fotogrametria (aspectos conceituais) Conceito: Conceito: Luz + Descrição + Medidas Obtenção de informações confiáveis (razoável precisão) sobre objetos físicos e meio ambiente através dos processos de registro, medição e interpretação de fotografias áreas (F.A’s) Diferencial (vantagem) da F.A: 3º Dimensão e resolução da informção

Ex. precisão: altura de voo (2.000 m) x localização (erro < 1 m) Uso comum: mapas planialtimétricos a partir de F.A’s (material base) Planim. = posição horiz. das característica naturais Altim. = posição vertical (elevação - altura) - topográfico

Revisão sobre Fotogrametria (aspectos conceituais) Conceito: Conceito: Luz + Descrição + Medidas Obtenção de informações confiáveis (razoável precisão) sobre objetos físicos e meio ambiente através dos processos de registro, medição e interpretação de fotografias áreas (F.A’s) Diferencial (vantagem) da F.A: 3º Dimensão e resolução da informção

Ex. precisão: altura de voo (2.000 m) x localização (erro < 1 m) Uso comum: mapas planialtimétricos a partir de F.A’s (material base) Planim. = posição horiz. das característica naturais Altim. = posição vertical (elevação - altura) - topográfico

Revisão sobre Fotogrametria (aspectos conceituais) Divisões: Divisões: - Foto Fotogr gram amet etri ria a Métr Métric ica: a: dado dadoss quan quantitita tatitivo voss (coo (coord rden ena adas, das, área áreas, s, alturas, comprimentos, ângulos). Ex.: mapas e cartas topográficas - Foto Fotoin inte terp rpre reta taçã ção: o: dado dadoss qual qualititat ativ ivos os (ide (ident ntifific icaç açõe õess em gera geral) l).. Ex. Ex. mapas temáticos Aplicações: - comprimentos de estradas, áreas de plantações, perímetro urbano, nível, redes de drenagem, APP, distinção entre plantações, curvas de nível, geomorfologia, uso e cobertura do solo, altura de prédio, MDT, etc... Vantagens: Vantagens: objeto medido s/ contato tato;; aquisiçã ição de dados rápida; arma armaze zena name ment nto o de info inform rmaç açõe ões; s; prec precis isão ão alte altera rada da;; repe repetib tibili ilida dade de de análises; complexidade da superfície compreendida Desvantagem: Condição climática (nebulosidade) (nebulosidade)

Quais outras possíveis aplicações?

Exemplos de aplicações: elaboração de mapas (uso geral), áreas passiveis à mecanização, inventário florestal, manejo florestal levantamento de solos, levantamento geológico, demarcação de estradas, determinação de ambientes de produção agrícola, áreas de preservação permanente, áreas susceptíveis

á

erosão,

áreas

de

extrações,

coordenadas do terreno, altitudes, e vários outras...

MDE,

Revisão sobre Fotogrametria (Fotografias Aéreas) Natureza das fotografias aéreas: Fotografia aérea ≠ mapa Fotografia aérea = informação (muito útil) base para elaboração Pares estereoscópicos: método usado para obter informações sobre dos objetos avaliados (2 fotografias) Onde... Posição do objeto é definida pela direção e pelo menos 2 intersecções = necessário para definir posição (Ex1. linha de voo e pdf )

Revisão sobre Fotogrametria (Fotografias Aéreas) Classificação quanto... - Instrumento: analógica ou digital - Localização (plataforma): espacial (orbital), aérea e terrestre - Distância focal: curta (de 3 ½ a 12”) e grande (de 18 a 100”) - Escala: pequena (1:15000 a 1:20000 (+ comum)), média (1:5000 até 1:15000) e grande (1:200 até 1:5000) – resolução - Cor: pancromático (nível de cinza), colorido, infravermelho pancromático e infravermelho colorido - Orientação da câmera A) vertical B e C) oblíquo baixa D) obliquo alta D) Fotografia terrestre horizontal

Distorções: deformações de objetos - relevo acidentado - Variação no H - Inclinação da câmera

Revisão sobre Fotogrametria (Geometria Básica) - Geometria da fotografia (Ex. 2) 2) Distância focal (f): dist. perpend. entre plano nodal nodal inferior e sensor Altura de voo (H’): centro perspectivo ao solo Eixo Óptico: dist. vertical (Nadir) entre o sensor e a superfície (foto vert.) Ponto Principal (PP): central da fotografia aérea (centro fiducial ou óptico) Campo de visada (FOV): área de cobertura (Ex. (Ex. 3) 3) - Escala (real) da fotografia aérea: dist. na foto / dist. superf. O que significa 1:5000? aproxim.) = f / H (escala da foto inteira) Escala nominal (ou aproxim.) Ex. Escala 1:6000; distância focal 15 cm; altura de voo? (90000 cm ou 900 m) Demais exemplos (apostila (apostila de fotopedologia f otopedologia)) - Variações na escala: alteração em H ou do relevo do terreno (Ex. ( Ex. 4) 4)

O que de conter no plano de voo: - Área de cobertura: 20 km x 60 km - f = 152 mm - Escala da fotografia: 1:20.000 - Recobrimento longitudinal: 60 % - Recobrimento lateral: 30 % - Formato da fotografia: 23 cm x 23 cm - Velocidade de voo: 200 km/h

Layout das fotografias aéreas (Notificações)

PP Linha de voo ou Referencial (centro) Fiducial

Dimensão: 23 x 23 cm

Coordenadas do terreno conhecidas (pontos de apoio)

Apoio de campo (obtenção das coordenadas):

Revisão sobre Fotogrametria (Esteroscopia) Estereoscopia: Ciência ou arte que permite a visão estereoscópica (terceira dimensão) e o estudo de métodos que permitam esse efeito (fotografias aéreas e instrumentos óticos)

Revisão sobre Fotogrametria (Esteroscopia) Estereoscopia: terceira dimensão Visão binocular (percepção de profundidade - Ex.5) Visão monocular - ≠ ângulos de aquisição das fotos: 1 foto - 1 olho (um olho fechado) Única foto e único plano - Mesmo ponto em 2 fotos - Cada olho no mesmo ponto em ≠ fotos - Formas - Estereoscópio (espelho ou bolso) Ex.6 - Cores - Fusão dos pontos = fusão da imagem = percepção - tamanho (fusão das imagens)

fotoaérea

estereopar ou par estereoscópico

estereoscópica

Revisão sobre Fotogrametria (Esteroscopia) Anáglifo: terceira dimensão Imagem processada de tal forma que... Lente verde = imagem verm. Lente verm. = imagem verde

Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação) Conceito: arte de examinar imagens dos objetos nas fotografias e deduzir o significado (interpretar). Para que serve? Subsídio a outros trabalhos - Preparação de Estereogramas (imagem tridimensional gerada a partir do estereopar através da esteresocopia) 1º) Mosaico de imagens

2º) Localização da área de estudo 3º) Escolha das fotos que abranjam a área 4º) Seleção dos pares por parte da área

Fotoíndice: sequência (articulação) de fotos e direção de voo

Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação) 5º) Localizar pontos principais (ou comuns às duas) 6º) Entra em ação a estereoscopia Par de fotos aéreas + Estereoscópio = Estereograma

Obs. Sempre anotar - Faixa de voo - Número da foto - Data da foto - Escala - Distância focal - Comprimento da base fotográfica Importante: Só existe estereograma em área de sobreposição (estereoscopia)

Fotogrametria Interpretativa (ou Fotointerpretação) 7º) Uma vez obtido o esterograma (também pode ser obtido de forma digital) 8º) Delimitação das camadas de informações (plano horizontal) Mas como delimitar?

Restituição

Quais informações? - Formas de veget. - Uso e cobertura - Solos e erosão - Drenagem - Formas do relevo - Geologia - Estradas - Perím. Urbano Entre outras 1 inform. por camada


Restituição



Restituição

Mas já não existe uma forma mais “moderna para isso”? Tem que ser na base do lápis?


Split-Screen: Estereoscópio de espelho

Restituição

Orientação do Estereopar 1. Encontrar a região de superposição 2. Sombras na direção do observador 3. Anotar dados das fotos (todas informações) 4. Determinar centros fiduciais (PP): cruzamento de linhas NÃO RISCAR AS FOTOGRAFIAS 5. Transferir centros fiduciais (identificar homólogos nas fotos): papel vegetal 6. Medir as fotobases (ou bases instrumentais): (O1 e O1’) e (O2 e O2’) 7. Traçar linha de voo (papel vegetal) de ≈ 50 cm 8. Alinhar as fotografias sobre a linha de voo (centros fiduciais e homólogos sobre a linha) 9. Fotos afastadas ≈ 25 cm. Começa a aproximá-las 10. Após a visão estereoscópica: fixar as fotos sobre folha base NÃO COLOCAR FITAS SOBRE MARCAS FIDUCIAIS

Orientação do Estereopar

Obs.: sombra sempre voltada para o analista

Orientação das imagens

Paralaxe Deslocamento aparente de um referencial causado pelo deslocamento do observador. Deslocamento (ou Paralaxe Estereoscópica) - Proporcional à altura do terreno (ou objeto): ↑ objeto ↑ paralaxe - Paralelo à linha de voo Exemplo: dedo na frente do rosto Um olho de cada vez, aproxima e afasta o dedo

Obtenção da Paralaxe - Principal objetivo: Obter medidas de altura e desnível entre pontos - Formas de obtenção: Monoscópica (s/ esteroscopia): + simples, + intuitivo, + pontos bem identificado, medidas aproximadas, trabalhos expeditos, equipamentos: lupa e micrômetro (ou escalímetro ou paquímetro) Estereoscópica: ↑ precisão, equipamento: barra de paralaxe

Paralaxe Monoscópica Valor (paralaxe) absoluto: baseado na ≠ de coordenadas no eixo X Relembrando X: eixo das abscissas Y: eixo das ordenadas Pb (paralaxe no ponto b) = D - db, onde D é a distância entre PP ou = xb - x’b Verticalizando

Ex. 7

Fonte: Antonio M. G. Tommaselli

Obs.: Cálculos não apresentados

Equação de Paralaxe - Por semelhança de triângulos chega-se em: ha = H - B.f (xa - x’a) ha: altura do ponto A

Fonte: Antonio M. G. Tommaselli

Desnível entre dois pontos (Ex. 7) Obs. ≠ de paralaxe entre dois pontos é igual a ≠ de altitude entre esses pontos Exemplo: foram medidas as coordenadas de dois pontos num aeropar sendo: xa = 90,51 mm xa’ = - 15,40 mm xb = 05,32 mm xb’ = - 62,47 mm Outros dados H = 3800 m, f = 152 mm e base aérea 1320 m. Determinar ∆Hab. Cálculo da paralaxe Pa = xa - xa’ = 90,51 +15,40 = 105,91 mm Pb = xb - xb’ = 05,32 + 62,47 = 67,79 mm ha = H - B . f / Pa e hb = H - B . f / Pb ∆hab = hb - ha Assim: ha = 3800 - (1320 m x 152 mm) / 105,91 mm = 1905,56 m hb = 3800 - (1320 m x 152 mm) / 67,79 mm = 840,27 m ∆hab = 840,27 - 1905,56 = - 1065, 29 m

Condições para uma boa visão estereoscópica - Superposição longitudinal ≥ 50 % - Variação da escala < 5 % - Relação B (base aérea) / H (altura de voo + altura média do terreno) não pode ser muito grande

Aerotriangulação (restituição) Processo atual para densificação dos pontos de controle utilizados na correlação entre fotografias aéreas e sistemas de coordenadas partindo de poucos pontos de coordenadas conhecidas nos dois sistemas (foto e terreno).

Sequência para fotointerpretação8: Define o objeto de estudo Define a área Fotografias aéreas Fotomosaico

Para ganhar tempo: Reconhecimento de campo Noções sobre a área de estudo

Material base pré-existente - Solo - Topografia - Geologia - Vegetação - Clima - Etc...

Estereograma Camada de informações

Elementos de reconhecimento Identificação topográfica 1 por vez

Identificação e reconhecimento Descrição das informações e dados Análise e interpretação

Relatório (se for o caso)

Comparação (verdade de campo)

Elaboração do mapa final

Características do fotointérprete: - Acuidade visual: capacidade de perceber diferenças na posição dos objetos (perceber em 3D); - Poder de observação e imaginação para dedução observando o entorno; - Paciência e adaptabilidade: detalhamento na interpretação (quebracabeças); - Discernimento e bom-senso: compara ideias e fatos (raciocínio e conclusão lógica) - Experiência: quanto maior melhor e mais rápido o trabalho (conhecimento prévio do local também ajuda) ↑ habilidade - Expressões “provável” e “possível” (muito comuns): certeza = campo

Fases da fotointerpretação: 1°) Leitura da foto # Reconhecimento dos elementos gerais (s/ estereoscópio) # Limites (entre alvos ≠) e contornos 2°) Análise de foto # Classificação (elementos de reconhecimento) # C/ estereograma (posição na paisagem) 3°) Síntese da fotointerpretação # Organização das informações conforme objetivos # Ex. mapa de uso e cobertura, mapa florestal, mapa solos, etc... # Potencialidades da área

Maneiras de interpretação (Leitura e Análise): 1°) Do geral indo para o específico # Visão geral da foto (antes de começar) # Dos elementos predominantes aos menos representativos 2°) Interpretação de um tema por vez # Do mais familiar ao mais específico (ex. solo exposto, tipos de vegetação, áreas agrícolas, ...) 3°) Das feições conhecidas para as desconhecidas # Extrapolação dos padrões analisados para outras áreas

Fotointerpretação Básica: - Objetos fáceis de serem identificados (sem necessidade de 3D) (florestas, áreas cultivadas, lagos, rios, cidades, pontes, estradas, construções, solo exposto, ...) - Auxílio: ≠ tonalidades e sombras (porte e altura) - Informações: proporcional à escala e qualidade da foto

Superfície ondulada ou montanhosa: maior número de sombras

No entanto existem algumas que necessitam de informações em 3ª dimensão (estereopar) # Rede de drenagem # Bacias hidrográficas # Geomorfologia

Fonte: Instituto das Águas do Paraná

Fotointerpretação Básica: - Leitura simples da fotografia aérea (recursos naturais) Exemplos: - Vegetação baixa (grama, cana ou milho em estágio inicial): tonalidade clara e textura fina - Milho ou cana mais desenvolvido: tonalidade mais escura e textura mais grosseira - Pastagens ou campos: tonalidade clara e textura suave - Florestas densas: tonalidade escura - Floresta (início): tonalidade clara - Florestas mistas: sombreamento - Rios e riachos: sinuosidade, coloração uniforme, topografia, vegetação no entorno - Áreas de várzea: tonalidade escura - Diferenciação entre camadas de solos (superf.)



# Afloramentos rochosos # Padrões de fraturas e estratificações


Elementos de reconhecimento9: - Tonalidade (intensidade da cor: claro á escuro) # Depende objeto (umidade e composição), relevo mas também da qualidade do equipamento (resolução). # Cor Vegetação: status hídrico, sanidade, diferenças entre espécies Solo: óxidos de Fe, M.O, umidade, granulometria Água: cores escuras sedimentação, eutrofização - Textura (frequência e arranjo de tons de um conjunto de indivíduos) # Dependente da escala (suave, fina, aveludada, grosseira, rugosa, áspera, irregular)

Elementos de reconhecimento: - Padrões (disposição espacial, repetição de formas) Blocos “ordenados”: cafezal, pomares, eucalipto Blocos “maciços”: floresta (reflorestamento) e cerrado Blocos “ao acaso”: floresta natural

Elementos de reconhecimento: - Forma (reconhecido pelas dimensões ou contornos) Cursos d’água: sinuoso e trajeto irregular Várzeas: contornos curvilíneos Vegetação natural: contorno irregular e aspecto variável Culturas, reflorestamentos: formas retangulares ou regulares

Elementos de reconhecimento: - Dimensão (Tamanho e Porte ou volume): varia conforme a escala # Altura relativa dos elementos Ex.: ≠ entre coberturas florestais jovens e adultas - Sombra: auxílio # Textura # Dimensão

Elementos de reconhecimento: - Aspectos associados # Interpretação baseada no entorno # Informações adicionais e auxiliares Ex.: áreas cultivadas: carreadores; reflorestamentos: glebas c/ limites regulares e carreadores

Elementos de reconhecimento: - Localização Relativa # Disposição de alguns objetos em relação à outros Ex.: Mata Ciliar próxima às redes de drenagem

Aplicações para Vegetação (Prática): # Culturas sazonais - Textura: fina e contínua - Porte: rasteiro ou baixo - Tonalidade: verde claro ou médio - Aspec. Assoc.: canais de irrigação e drenagem; faixas de rotação de culturas, carreadores, terraceamento, curvas de nível # Culturas perenes - Textura: granular (fina a média) - Porte: baixo e médio - Tonalidade: verde médio a escuro - Aspec. Assoc.: individualização das plantas, plantio uniforme, espaçamento largo, configuração geométrica das glebas # Pastagem - Textura: fina, homogênea, ligeiramente aveludada - Porte: rasteiro - Tonalidade: verde claro e médio - Aspec. Assoc.: presença de aguadas, bebedouros, cercas, currais, trilhas, árvores para sombreamento

Aplicações para Vegetação (Prática): # Reflorestamento - Textura: fina a média - Porte: médio a alto - Tonalidade: verde médio a escuro intenso - Aspec. Assoc.: glebas com limites regulares e carreadores definidos # Vegetação natural (Mata) - Textura: média e grossa (irregular) - Porte: alto - Tonalidade: verde médio a escuro intenso - Aspec. Assoc.: ausência de carreadores e limites irregulares ou regulares por derrubada # Vegetação natural (Capoeira) - Textura: fina e/ou média - Porte: médio - Tonalidade: verde médio

Aplicações para Vegetação (Prática): # Vegetação natural (Cerradão) - Textura: fina e/ou média - Porte: médio a alto - Tonalidade: verde médio a escuro # Vegetação natural (Cerrado) - Textura: fina - Porte: baixo - Tonalidade: verde claro a médio # Vegetação natural (Campo Cerrado) - Textura: fina e contínua - Porte: rasteiro e baixo - Tonalidade: verde claro

REDE DE DRENAGEM

Elementos de reconhecimento: - Rede de drenagem (ou rede hidrográfica): # Sistemas (conjunto) de canais naturais ou artificiais conectados entre si capazes de drenar a água superficial, em geral provenientes da chuva # IMPORTÂNCIA: modelagem da superfície (geomorfologia), arranjo planimétrico dos cursos d’água, comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica (captação de água), infiltração e deflúvio da precipitação, gerenciamento de áreas de mananciais, processo erosivo, monitoramento ambiental, condições do terreno, relacionada com geologia e solos - Bacia hidrográfica (ou bacia de drenagem): conjunto de terras que fazem a drenagem da água das precipitações para os cursos d’água e seus afluentes (desníveis de terreno que orientam os cursos d’água; limitada por divisores d’águas)

- Material impermeável (densa): argila e folhelho (textura fina) - Material permeável (pouco denso): conglomerado, arenito (grosseira)

Aspectos descritivos (qualitativos) # Caracterização da rede de drenagem - Identificação dos canais contribuintes (tributários) - Ramificações da rede desde a cabeceira de drenagem 4° Ordem 3° Ordem 2° Ordem 1° Ordem

# Profundidade de entalhamento da superfície # Canal mais profundo

Bacias de 3° ordem: refletem melhor as características do solo Bacias de 4° ordem: refletem melhor as características da rocha

Aspectos descritivos (qualitativos): # Caracterização da rede de drenagem - Padrões (tipos ou modelos): aspecto do conjunto de canais

Aspectos descritivos (qualitativos): # Caracterização da rede de drenagem - Grau de integração: caminhamento dos canais entre 2 pontos

↓ distância ↑ capacidade de integração / ↑ plano ↓ integração

Aspectos descritivos (qualitativos): # Caracterização da rede de drenagem - Densidade: n° canais por unidade de área (proximidade)

Aspectos descritivos (qualitativos): # Caracterização da rede de drenagem - Grau de uniformidade: Uniforme - mesmo padrão ao longo da imagem; Não uniforme - variação de padrões

Aspectos descritivos (qualitativos): # Caracterização da rede de drenagem - Orientação: aspectos direcionais no caminhamento descendente normal dos cursos d’água

Aspectos descritivos (qualitativos): # Caracterização da rede de drenagem - Angularidade : mudanças abruptas no caminhamento dos canais (indicada com setas)

- Grau de controle: fatores que alteram o sentido normal da rede de drenagem (Ex.: Rocha) - relacionado à orientação e angularidade

Aspectos descritivos (qualitativos): # Caracterização da rede de drenagem - Ângulo de confluência: ângulo formado na foz do tributário com seu receptor

fotogrametria e fotointerpretação (aulas) (1)

Recommend Documents