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Metodologias Fotogramétricas Aplicadas na Arquitetura

Segundo ASP (1966 apud TEMBA, 2000), a fotogrametria consiste na arte, ciência e tecnologia de obter, forma precisa, informações métricas ou interpretativas através de imagens fotográficas, e radiação eletromagnética. Esta técnica de medição e registro de espaços é útil para variados campos do conhecimento, como engenharia, medicina, geografia, história, entre outros. Nos primórdios da fotogrametria, foram usados até animais a fim de se obter imagens aéreas, após anos foram usados balões, e depois aviões, estes utilizados até os dias atuais. Assim, estes meios de transporte carregavam consigo câmeras analógicas, e conforme o tempo passou a resolução aumentou, garantindo assim aumento da qualidade da resolução espacial. Mas esta técnica ainda enfrentava certa resistência em alguns campos do conhecimento, pois o processamento dos dados era demorado e demandava, em certos casos, um grande espaço devido o tamanho das imagens obtidas.


1 - MONORRESTITUIÇÃO


A monorrestituição é uma técnica da fotogrametria que permite a restituição de objetos a partir de uma única fotografia (Figura 1), porém são necessárias informações sobre aspectos geométricos do objeto como paralelismo e perpendicularidade de suas arestas ou identificação dos eixos X, Y e Z (GROETELAARS & AMORIM, 2004).

Figura 1: Tomada de fotografias por monorretituição Fonte: GROETELAARS & AMORIM, 2004
Figura 1: Tomada de fotografias por monorretituição

Com isso, ainda de acordo com Groetelaars & Amorim (2004), é possível afirmar que as aplicações da monorestituição são limitadas, pois a forma dos objetos se restringem a: objetos planos, que apresentam suas extremidades com formas conhecidas; objetos planos com formas irregulares, onde são conhecidas pelo menos duas dimensões nas direções horizontal e vertical ou as coordenadas de quatro vértices; objetos que apresentam diversos planos com características geométricas bem definidas, onde é possível a identificação dos eixos X, Y e Z.

A precisão de seus produtos depende da escala da foto, da inclinação da fotografia com relação à perpendicular ao eixo ótico da câmara e, principalmente, ao grau de conformidade das informações com a forma real do objeto fotografado. Devido sua simplicidade, esse método possui baixo custo, fácil utilização e rapidez na obtenção dos produtos (GROETELAARS & AMORIM, 2004).


1 - RESTITUIÇÃO MÚLTIPLA


A partir de pontos homólogos, obtidos em fotografias tiradas de diversas posições, realizam-se interseções a fim de restituir o objeto. É válido afirmar que para manter a alta precisão do levantamento, cada parte do objeto deve ser fotografada mais de uma vez (GROETELAARS & AMORIM, 2004).

Figura 2: Tomada de fotografias por restituição múltipla Fonte: GROETELAARS & AMORIM, 2004
Figura 2: Tomada de fotografias por restituição múltipla

Inicialmente esse método foi utilizado por processos gráficos analógicos de restituição ponto por ponto, o que o tornou muito demorado e impreciso. Entretanto, os avanços tecnológicos possibilitaram a criação de softwares de processamento de dados capazes de solucionar problemas analiticamente, a partir de equações matemáticas, que agilizaram o processo. Além dos softwares, equipamento como scanners, câmeras fotográficas digitais métricas e não métricas e microcomputadores associados a programas específicos (GROETELAARS & AMORIM, 2004).

Este tipo de restituição limita-se a determinação de pontos discretos de fácil identificação, pois não possibilita uma visão estereoscópica do objeto imageado. A obtenção de modelos de geometria complexa é mais complicada, necessitando recorrer a técnica de processamento de imagem (ALBERTZ & WIEDEMANN, 1995 apud GROETELAARS & AMORIM, 2004).


1 - AEROTRIANGULAÇÃO


Aerotriangulação é a técnica de cálculo e ajustamento das coordenadas dos centros perspectivos e dos ângulos de atitude do sensor no momento da aquisição de cada uma das imagens que compõem um bloco fotogramétrico. Na aerotriangulação o ajuste é feito em blocos fotogramétricos, tendo como vantagem o ajuste de seus ângulos de atitude (POE) de forma conjunta e simultânea, tornando assim, o processo mais rápido. É feita a partir da relação geométrica de fotos adjacentes devidamente tomadas (CECCATO, 2021).

Na aerotriangulação, e em outros métodos fotogramétricos, é comum a utilização de pontos de controle que são pontos com coordenadas conhecidas que auxiliam o software a calcular uma posição com precisão e assim gerar modelos confiáveis para fins de medição e análise do terreno (CECCATO, 2021).


APLICAÇÕES NA ARQUITETURA


A monorrestituição é uma técnica fácil de usar, permite obter fotos corrigidas rapidamente, pois basta o traçado em apenas uma fotografia e a determinação das informações sobre a geometria do objeto. Nesse método, a qualidade da imagem está diretamente ligada a qualidade da fotografia (GROETELAARS & AMORIM, 2013). É uma técnica viável para a aquisição de dados de objetos que possuem arquitetura simples e que apresentam formas geométricas bem definidas como retábulos de igrejas e fachadas simples.

A restituição múltipla é uma técnica que permite obter um modelo 2D, 3D e ortofotos, a partir do reconhecimento de pontos de homologia. Então esta é uma técnica limitada a restaurar pontos facilmente identificáveis (vértices de uma parede, moldura de uma janela, etc.). A quantidade de informações e a precisão dos resultados estarão intimamente relacionadas à densidade e localização desses marcadores, à geometria da foto e à resolução da imagem. É uma técnica muito utilizada para a reconstrução e modelagem digital da estrutura externa dos patrimônios históricos. Além disso, possibilita também a geração de nuvens de pontos do objeto ou estrutura imageada.

A aerotriangulação apresentou eficiência tanto para a aquisição de detalhes nos objetos e estruturas dos patrimônios históricos quanto para a sua reconstrução e modelagem digital, pois possui grande quantidade de fotos com sobreposições bem definidas, o que facilita a análise de pontos homólogos entre as elas. Sua resolução está diretamente ligada à sua porcentagem de sobreposição e a quantidade de fotografias.


Redação: Iago Mello

Revisão: Setor de Projetos


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CECCATO, Guilherme. Material didático da disciplina IT 536: Aula 09. UFRRJ. 2021

CECCATO, Guilherme. Material didático da disciplina IT 536: Aula 10. UFRRJ. 2021

TEMBA, Plínio. Fundamentos da fotogrametria. UFMG. Belo Horizonte, Minas Gerais. 2000.


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