Fotogrametria é uma técnica cujo objetivo é estudar e definir com precisão a forma, dimensões e posição no espaço de qualquer objeto, essencialmente através de medições feitas em uma ou várias fotografias desse objeto.[1].
Atualmente, esta técnica permite a construção de um modelo métrico 3D de um objeto, utilizando diferentes tipos de software de computador, a partir de uma série de imagens 2D tiradas de diferentes perspectivas.[2] Tem a particularidade de reconstruir a forma, cor e textura dos objetos usando dois algoritmos, SfM (Structure from Motion)[3] e MVS (Multi-View Stereo).
De acordo com a Sociedade Americana de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto (ASPRS) "Fotogrametria é a arte, ciência e tecnologia de obtenção de medições confiáveis de objetos físicos e seu ambiente, por meio do registro, medição e interpretação de imagens e padrões de energia eletromagnética radiante e outros fenômenos."
Etimologicamente, a palavra fotogrametria deriva de raízes gregas, photos "luz", grama "ou aquilo que é desenhado" e metron "medir".
Acontece que o conceito de fotogrametria é: “medir em fotos”. Se trabalharmos com uma fotografia podemos obter informações em primeiro lugar sobre a geometria do objeto, ou seja, informações bidimensionais. Se trabalharmos com duas fotos, na área comum a elas (área sobreposta), podemos ter visão estereoscópica; ou em outras palavras, informação tridimensional.
Basicamente, é uma técnica de medição de coordenadas 3D, que utiliza fotografias ou outros sistemas de sensoriamento remoto juntamente com pontos de referência topográficos no solo, como meio fundamental de medição.
História da fotogrametria
fotogrametria terrestre
Em 1725 há a primeira notícia da utilização de perspectivas para fins cartográficos. O suíço Moritz Anton Kappeler") mapeou o Monte Pilatus com um procedimento semelhante ao método de interseções da topografia. As perspectivas foram construídas com um procedimento idealizado pelo pintor alemão Albrecht Dürer no século XIX. Essas perspectivas apresentavam uma série de problemas para seu uso na cartografia. Kappeler não obteve a precisão adequada e sua ideia não se generalizou.
Mapeamento aéreo especializado
Introdução
Em geral
Fotogrametria é uma técnica cujo objetivo é estudar e definir com precisão a forma, dimensões e posição no espaço de qualquer objeto, essencialmente através de medições feitas em uma ou várias fotografias desse objeto.[1].
Atualmente, esta técnica permite a construção de um modelo métrico 3D de um objeto, utilizando diferentes tipos de software de computador, a partir de uma série de imagens 2D tiradas de diferentes perspectivas.[2] Tem a particularidade de reconstruir a forma, cor e textura dos objetos usando dois algoritmos, SfM (Structure from Motion)[3] e MVS (Multi-View Stereo).
De acordo com a Sociedade Americana de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto (ASPRS) "Fotogrametria é a arte, ciência e tecnologia de obtenção de medições confiáveis de objetos físicos e seu ambiente, por meio do registro, medição e interpretação de imagens e padrões de energia eletromagnética radiante e outros fenômenos."
Etimologicamente, a palavra fotogrametria deriva de raízes gregas, photos "luz", grama "ou aquilo que é desenhado" e metron "medir".
Acontece que o conceito de fotogrametria é: “medir em fotos”. Se trabalharmos com uma fotografia podemos obter informações em primeiro lugar sobre a geometria do objeto, ou seja, informações bidimensionais. Se trabalharmos com duas fotos, na área comum a elas (área sobreposta), podemos ter visão estereoscópica; ou em outras palavras, informação tridimensional.
Basicamente, é uma técnica de medição de coordenadas 3D, que utiliza fotografias ou outros sistemas de sensoriamento remoto juntamente com pontos de referência topográficos no solo, como meio fundamental de medição.
História da fotogrametria
fotogrametria terrestre
Em 1725 há a primeira notícia da utilização de perspectivas para fins cartográficos. O suíço Moritz Anton Kappeler") mapeou o Monte Pilatus com um procedimento semelhante ao método de interseções da topografia. As perspectivas foram construídas com um procedimento idealizado pelo pintor alemão Albrecht Dürer no século XIX. Essas perspectivas apresentavam uma série de problemas para seu uso na cartografia. Kappeler não obteve a precisão adequada e sua ideia não se generalizou.
Em 1839 François Arago inventou a fotografia, que em 1859 foi utilizada pelo coronel francês Aimé Laussedat para a elaboração de planos topográficos, que já havia começado a utilizar perspectivas desenhadas por meio de uma câmera lúcida ou câmera lúcida para o mesmo fim em 1846. Em 1852 Laussedat começou a trabalhar para substituir a câmera lúcida pela câmera obscura até construir um protótipo do que mais tarde se tornaria um fototeodolito em 1859. O procedimento utilizado por Laussedat foi o conhecido como fotogrametria de intersecção..
Em 1858, Albrecht Meydenbauer utilizou o procedimento de intersecção de fotografias para fazer o levantamento de obras arquitetônicas e chamou-o de fotogrametria. Os ensaios de Laussedar e Maydenbauer tiveram problemas quanto à identificação do mesmo ponto em duas fotografias.
Em 1901 Carl Pulfrich") eliminou o problema de identificação de pontos homólogos com o nascimento do estereocomparador Pulfrich, que também permite a medição de coordenadas e paralaxe com alta precisão.
Em 1914 surgiu o estereoautógrafo de von Orel, construído com base no estereocomparador de Pulfrich ao qual foi acoplado um dispositivo de tiras mecânicas que transmitia os valores das coordenadas dos pontos dos quadros, permitindo o traçado contínuo das feições cartográficas.
Em 1920, na Argentina, foi construído o *estereógrafo"), aperfeiçoado em 1926. Diferentes modelos deste aparelho serviram por muitos anos no Instituto Geográfico Nacional "Instituto Geográfico Nacional (Argentina)") e na empresa privada "Instituto Fototopográfico Argentino", de propriedade dos inventores. Um aparelho estereográfico aperfeiçoado foi inventado por dois irmãos matemáticos espanhóis, José María") e Antonio Torroja e Miret").[4].
Em 1923 De la Puente menciona em seu livro a construção do cartógrafo pelo coronel espanhol Jesús Ordovás. Em 1950 o instrumento ainda era utilizado no Instituto Geográfico “com excelente desempenho”.
Fotogrametria aérea.
Em 1897, o austríaco T. Scheimpflug iniciou seu importante trabalho sobre a retificação, técnica que se tornaria amplamente utilizada e, em 1898, lançou as bases para a ideia da dupla projeção.
Em 1899, S. Finsterwalder propôs resolver o problema da orientação em três etapas: orientação interna, orientação relativa e orientação absoluta.
Em 1915 Gasser, com as ideias de Scheimpflug, construiu seu Projetor Duplo, primeiro aparelho adequado para fotografias aéreas com bom funcionamento. A observação das imagens projetadas na mesa de medição foi feita pelo método anaglífico.
Em 1920 Nistri construiu seu Fotocartógrafo, também com sistema anaglífico.
Em 1921, W. Bauersfeld propôs uma solução elegante para trabalhar com o princípio Porro-Kope), com o qual Carl Zeiss construiu o estereoplanígrafo. A partir de 1921, Ermenegildo Santoni") na Itália assumiu a projeção mecânica com seu autoredutor, que foi seguido por toda uma série de projetos.
Em 1924, Otto von Gruber) resolveu o problema das orientações de forma mais sistemática e completa.
Desde 1936, Wild, na Suíça, produziu apenas instrumentos de projeção mecânica e em 1960 Zeiss Oberkochen também mudou para a projeção mecânica com instrumentos como o Planimap e o Planicart.
Gasser e von Gruber também propuseram e projetaram procedimentos para a concatenação de modelos, dando origem à aerotriangulação.
A Fotogrametria Aérea adquire difusão rápida e formidável com dispositivos restauradores analógicos. O caminho aberto pelo estereoautógrafo de von Orel na Fotogrametria Terrestre se amplia consideravelmente e a produção de mapas e plantas de todos os tipos aumenta drasticamente.
Com o advento da computação, os cálculos puderam ser feitos em alta velocidade. Durante muitos anos coexistiram procedimentos analógicos e analíticos. Na década de 1960, o Restaurador Analítico, criado pelo finlandês Uki Helava, tinha um custo elevado. Somente na década de 80 seu preço começou a se assemelhar ao dos análogos. O restaurador analítico trouxe uma notável melhoria na precisão e, além disso, possibilitou a utilização de qualquer tipo de fotografia, ou mesmo de imagens não fotográficas. Outras vantagens importantes foram a facilidade com que erros sistemáticos (distorção da lente, variações dimensionais do filme e efeitos da refração atmosférica e curvatura da terra) puderam ser corrigidos e o uso de altas redundâncias com tratamento de mínimos quadrados. Porém, os grandes benefícios da Fotogrametria Analítica não estavam no restaurador analítico, mas na mudança nas técnicas de Aerotriangulação.
A aerotriangulação analógica concatenou os modelos em uma única passagem em dispositivos analógicos. A propagação de erros muito desfavorável tinha uma certa vantagem: o efeito da dupla soma sobre os erros de transferência fazia com que, mesmo considerando que os erros fossem acidentais, as deformações finais do passe tivessem um aparecimento sistemático, podendo ser avaliadas utilizando pontos de controle de solo no início, no meio e no final de cada passe. A precisão destes procedimentos foi muito limitada porque não responderam à verdadeira compensação dos mínimos quadrados.
A força motriz da evolução da aerotriangulação, neste caso o computador, foi algo que evoluiu dia a dia. Soluções que não exigiam computadores caros foram utilizadas na década de 1970 e mesmo na década de 1980, embora não fornecessem uma solução rigorosa de mínimos quadrados. A generosidade de G.H. Schut, que disponibilizou gratuitamente seus programas à comunidade fotogramétrica internacional, teve muito a ver com isso. Em meados da década de 1980, e com o advento dos computadores pessoais, os programas de compensação de blocos de mínimos quadrados ganharam popularidade significativa. Seu preço caiu consideravelmente e eles passaram a fazer parte do software opcional fornecido na compra de um restaurador analítico. Os desenvolvimentos de software para compensação de Triangulação Aérea marcam um marco na história do projeto e desenvolvimento de técnicas fotogramétricas.
Durante este período, estamos testemunhando a transição dos procedimentos analíticos para os digitais. Os procedimentos digitais eram de uso comum no Sensoriamento Remoto desde a década de 1970, mas a fotogrametria permaneceu quase impermeável a eles até meados da década de 1980. A barreira existente entre os procedimentos digitais e a fotogrametria começou a ser rompida na década de 1990. Nos últimos anos, a correspondência de imagens com precisão de subpixels foi alcançada.
Dada a dificuldade de montagem de câmeras digitais em aeronaves, a Fotogrametria tem utilizado até agora um procedimento híbrido: obtenção de fotografias com a câmera analógica tradicional e posterior digitalização por meio de scanners de alta precisão. Porém, nos últimos anos houve grandes avanços na construção de tais câmeras digitais com qualidade e precisão de imagem semelhantes às das câmeras aéreas tradicionais. Os primeiros modelos dessas câmeras já estão no mercado. No que diz respeito ao tratamento fotogramétrico de imagens de satélite, imagens com tamanhos de pixel compatíveis com precisões cartográficas de pequena escala estão disponíveis há vários anos.
A fotogrametria enfrenta hoje um verdadeiro desafio.
Fotogrametria de longo alcance
O objetivo da fotogrametria de longo alcance é o conhecimento das dimensões e posição dos objetos no espaço, através da medição ou medições efetuadas a partir da intersecção de duas ou mais fotografias, ou a partir de uma fotografia e do modelo digital do terreno correspondente ao local representado, que deve ser previamente efetuada pela interseção de duas ou mais fotografias.
Esta técnica é básica para a elaboração de toda cartografia, seja topográfica, temática, cadastral, etc.
Pode ser auxiliado por informações espectrais e radiométricas de uma imagem digital apoiada por sensoriamento remoto.
Fotogrametria pode ser terrestre ou aérea dependendo de onde as imagens são obtidas.
Usos e aplicações
A fotogrametria é utilizada em múltiplas disciplinas: Agronomia, Cartografia, Ortofotografia, Arquitetura, Planeamento e gestão territorial, Ambiente, Arqueologia,[5] Controlo de estruturas, Medições, Topografia, Biomecânica em diversas áreas como Medicina, Ergonomia ou Desporto, Criminalística (reconstrução de cenas de crime), Zoologia, Paleontologia,[6] Antropologia Biológica,[7] e Forense.[8].
Tipos de fotogrametria
Existem várias maneiras de fazer fotogrametria:
• - Fotogrametria analógica"): Estes são os modelos matemáticos utilizados. Obviamente, foi a primeira parte da fotogrametria a ser desenvolvida.
• - Fotogrametria analítica"): É responsável pela aplicação de modelos matemáticos a objetos físicos. Foi a segunda parte a ser desenvolvida.
• - Fotogrametria digital: Com o surgimento dos computadores, a imagem analógica é substituída pela imagem digital, da mesma forma que começam a ser utilizados programas de computador. Atualmente, a fotogrametria digital coexiste com a analítica.
• - Fotogrametria aérea"): É quando as estações estão no ar. É aplicada na elaboração de planos e/ou mapas para desenvolvimento de projetos de engenharia.
• - Fotogrametria de curto alcance"): Neste caso as estações estão ao nível do solo, a distância de captura é entre 1 m e 30 cm.
• - Fotogrametria subaquática"): Neste caso as estações estão localizadas debaixo d'água. É aplicada a objetos depositados em corpos d'água como mar ou lagos.
Métodos
O método de reconstrução de objetos ou terreno (cartografia) usando fotogrametria:
Fotografar os objetos: Será necessário planejar previamente o voo e tirar fotografias (é feito na fase de projeto de voo), após o planejamento procedemos à obtenção de imagens (voo), e posterior processamento.
Orientação das imagens: Colocação dos frames na posição adequada com suas marcas de referência (orientação interna); Colocar os quadros na mesma posição que ocupavam entre si no momento da tomada (orientação relativa);
Formação do modelo por restituição e posterior aplicação de rotações, translação e fator de escala (orientação absoluta) para ter o modelo (objeto) nas coordenadas do terreno. Também inclui o dimensionamento do objeto para obter e realizar medições em magnitudes reais.
Formação do modelo por retificação, que consiste em, uma vez aplicada a orientação interna e externa do feixe de luz, encontrar a intersecção entre o referido feixe orientado e o modelo digital do terreno correspondente ao espaço a ser determinado. Para efetuar uma retificação, foi necessário efetuar previamente a restituição do referido local.
A metodologia das técnicas de fotogrametria utilizadas para aplicações biomecânicas dependerá se se trata de um estudo bidimensional (2D) ou tridimensional (3D).
Filmagem do sistema de referência: Colocação da câmera. Embora o mínimo para análises 3D sejam duas câmeras, a medição automática de pontos em toda a superfície da pessoa analisada geralmente envolve a utilização de pelo menos 4 câmeras. Uma vez colocadas as câmeras filmando o mesmo espaço, será estabelecido um sistema de referências, definindo os eixos e escalas.
Filmagem da pessoa: a confiabilidade do estudo será maior dentro do espaço calibrado. Sem movimentar as câmeras, será filmado o movimento da pessoa objeto de estudo. Dependendo da velocidade desse movimento, o obturador das câmeras deverá ser ajustado.
Digitalização:
Estabeleça modelo ou sistema biomecânico. Esse modelo implicará quais pontos devem ser digitalizados.
Coordenadas 3D.
• - Geodésia.
• - Sensoriamento remoto.
• - Estereoscopia.
• - Levantamento.
• - TopoFlight.
• - Levantamento de Fachadas").
• - Página com uma infinidade de recursos sobre fotogrametria, cartografia, coordenadas, aplicações online, etc.
• - Vídeos com exemplos de trabalhos realizados com fotogrametria.
• - Tutorial de Fotogrametria.
• - Departamento de fotogrametria da Universidade de Jaén.
[2] ↑ Lauria, Gabriele; Sineo, Luca; Ficarra, Salvatore (12 de febrero de 2022). «A detailed method for creating digital 3D models of human crania: an example of close-range photogrammetry based on the use of Structure-from-Motion (SfM) in virtual anthropology». Archaeological and Anthropological Sciences (en inglés) 14 (3): 42. ISSN 1866-9565. doi:10.1007/s12520-022-01502-9. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://doi.org/10.1007/s12520-022-01502-9
[3] ↑ Morgan, Brianne; Ford, Andrew L.J.; Smith, Martin J. (2019-05). «Standard methods for creating digital skeletal models using structure‐from‐motion photogrammetry». American Journal of Physical Anthropology (en inglés) 169 (1): 152-160. ISSN 0002-9483. doi:10.1002/ajpa.23803. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajpa.23803
[4] ↑ Cf. Javier Peralta, "Eduardo Torroja y Caballé", en su La matemática española y la crisis de finales del siglo XIX. Madrid: Nivola, 1999, p. 115.
[5] ↑ Moyano, Gonzalo (2017). «El uso de fotogrametría digital como registro complementario en arqueología. Alcances de la técnica y casos de aplicación.». Comechingonia 21 (2): 333-351. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://www.aacademica.org/eascc/69
[6] ↑ La fotogrametría se convierte en una poderosa herramienta para la conservación y difusión del patrimonio paleontológico | revista PH. doi:10.33349/2018.0.4191. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://www.iaph.es/revistaph/index.php/revistaph/article/view/4191
[7] ↑ Campo, Manuel Domingo D'Angelo del; Guichón, Ricardo Anibal; Martín, Armando González (12 de julio de 2023). «Estudios en restos óseos humanos en Patagonia Austral: de la morfología clásica a la morfometría geométrica». Revista Argentina de Antropología Biológica 25 (2): 064-064. ISSN 1853-6387. doi:10.24215/18536387e064. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://revistas.unlp.edu.ar/raab/article/view/11956
[8] ↑ Omari, Rita; Hunt, Cahill; Coumbaros, John; Chapman, Brendan (1 de mayo de 2021). «Virtual anthropology? Reliability of three-dimensional photogrammetry as a forensic anthropology measurement and documentation technique». International Journal of Legal Medicine (en inglés) 135 (3): 939-950. ISSN 1437-1596. doi:10.1007/s00414-020-02473-z. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://doi.org/10.1007/s00414-020-02473-z
Em 1839 François Arago inventou a fotografia, que em 1859 foi utilizada pelo coronel francês Aimé Laussedat para a elaboração de planos topográficos, que já havia começado a utilizar perspectivas desenhadas por meio de uma câmera lúcida ou câmera lúcida para o mesmo fim em 1846. Em 1852 Laussedat começou a trabalhar para substituir a câmera lúcida pela câmera obscura até construir um protótipo do que mais tarde se tornaria um fototeodolito em 1859. O procedimento utilizado por Laussedat foi o conhecido como fotogrametria de intersecção..
Em 1858, Albrecht Meydenbauer utilizou o procedimento de intersecção de fotografias para fazer o levantamento de obras arquitetônicas e chamou-o de fotogrametria. Os ensaios de Laussedar e Maydenbauer tiveram problemas quanto à identificação do mesmo ponto em duas fotografias.
Em 1901 Carl Pulfrich") eliminou o problema de identificação de pontos homólogos com o nascimento do estereocomparador Pulfrich, que também permite a medição de coordenadas e paralaxe com alta precisão.
Em 1914 surgiu o estereoautógrafo de von Orel, construído com base no estereocomparador de Pulfrich ao qual foi acoplado um dispositivo de tiras mecânicas que transmitia os valores das coordenadas dos pontos dos quadros, permitindo o traçado contínuo das feições cartográficas.
Em 1920, na Argentina, foi construído o *estereógrafo"), aperfeiçoado em 1926. Diferentes modelos deste aparelho serviram por muitos anos no Instituto Geográfico Nacional "Instituto Geográfico Nacional (Argentina)") e na empresa privada "Instituto Fototopográfico Argentino", de propriedade dos inventores. Um aparelho estereográfico aperfeiçoado foi inventado por dois irmãos matemáticos espanhóis, José María") e Antonio Torroja e Miret").[4].
Em 1923 De la Puente menciona em seu livro a construção do cartógrafo pelo coronel espanhol Jesús Ordovás. Em 1950 o instrumento ainda era utilizado no Instituto Geográfico “com excelente desempenho”.
Fotogrametria aérea.
Em 1897, o austríaco T. Scheimpflug iniciou seu importante trabalho sobre a retificação, técnica que se tornaria amplamente utilizada e, em 1898, lançou as bases para a ideia da dupla projeção.
Em 1899, S. Finsterwalder propôs resolver o problema da orientação em três etapas: orientação interna, orientação relativa e orientação absoluta.
Em 1915 Gasser, com as ideias de Scheimpflug, construiu seu Projetor Duplo, primeiro aparelho adequado para fotografias aéreas com bom funcionamento. A observação das imagens projetadas na mesa de medição foi feita pelo método anaglífico.
Em 1920 Nistri construiu seu Fotocartógrafo, também com sistema anaglífico.
Em 1921, W. Bauersfeld propôs uma solução elegante para trabalhar com o princípio Porro-Kope), com o qual Carl Zeiss construiu o estereoplanígrafo. A partir de 1921, Ermenegildo Santoni") na Itália assumiu a projeção mecânica com seu autoredutor, que foi seguido por toda uma série de projetos.
Em 1924, Otto von Gruber) resolveu o problema das orientações de forma mais sistemática e completa.
Desde 1936, Wild, na Suíça, produziu apenas instrumentos de projeção mecânica e em 1960 Zeiss Oberkochen também mudou para a projeção mecânica com instrumentos como o Planimap e o Planicart.
Gasser e von Gruber também propuseram e projetaram procedimentos para a concatenação de modelos, dando origem à aerotriangulação.
A Fotogrametria Aérea adquire difusão rápida e formidável com dispositivos restauradores analógicos. O caminho aberto pelo estereoautógrafo de von Orel na Fotogrametria Terrestre se amplia consideravelmente e a produção de mapas e plantas de todos os tipos aumenta drasticamente.
Com o advento da computação, os cálculos puderam ser feitos em alta velocidade. Durante muitos anos coexistiram procedimentos analógicos e analíticos. Na década de 1960, o Restaurador Analítico, criado pelo finlandês Uki Helava, tinha um custo elevado. Somente na década de 80 seu preço começou a se assemelhar ao dos análogos. O restaurador analítico trouxe uma notável melhoria na precisão e, além disso, possibilitou a utilização de qualquer tipo de fotografia, ou mesmo de imagens não fotográficas. Outras vantagens importantes foram a facilidade com que erros sistemáticos (distorção da lente, variações dimensionais do filme e efeitos da refração atmosférica e curvatura da terra) puderam ser corrigidos e o uso de altas redundâncias com tratamento de mínimos quadrados. Porém, os grandes benefícios da Fotogrametria Analítica não estavam no restaurador analítico, mas na mudança nas técnicas de Aerotriangulação.
A aerotriangulação analógica concatenou os modelos em uma única passagem em dispositivos analógicos. A propagação de erros muito desfavorável tinha uma certa vantagem: o efeito da dupla soma sobre os erros de transferência fazia com que, mesmo considerando que os erros fossem acidentais, as deformações finais do passe tivessem um aparecimento sistemático, podendo ser avaliadas utilizando pontos de controle de solo no início, no meio e no final de cada passe. A precisão destes procedimentos foi muito limitada porque não responderam à verdadeira compensação dos mínimos quadrados.
A força motriz da evolução da aerotriangulação, neste caso o computador, foi algo que evoluiu dia a dia. Soluções que não exigiam computadores caros foram utilizadas na década de 1970 e mesmo na década de 1980, embora não fornecessem uma solução rigorosa de mínimos quadrados. A generosidade de G.H. Schut, que disponibilizou gratuitamente seus programas à comunidade fotogramétrica internacional, teve muito a ver com isso. Em meados da década de 1980, e com o advento dos computadores pessoais, os programas de compensação de blocos de mínimos quadrados ganharam popularidade significativa. Seu preço caiu consideravelmente e eles passaram a fazer parte do software opcional fornecido na compra de um restaurador analítico. Os desenvolvimentos de software para compensação de Triangulação Aérea marcam um marco na história do projeto e desenvolvimento de técnicas fotogramétricas.
Durante este período, estamos testemunhando a transição dos procedimentos analíticos para os digitais. Os procedimentos digitais eram de uso comum no Sensoriamento Remoto desde a década de 1970, mas a fotogrametria permaneceu quase impermeável a eles até meados da década de 1980. A barreira existente entre os procedimentos digitais e a fotogrametria começou a ser rompida na década de 1990. Nos últimos anos, a correspondência de imagens com precisão de subpixels foi alcançada.
Dada a dificuldade de montagem de câmeras digitais em aeronaves, a Fotogrametria tem utilizado até agora um procedimento híbrido: obtenção de fotografias com a câmera analógica tradicional e posterior digitalização por meio de scanners de alta precisão. Porém, nos últimos anos houve grandes avanços na construção de tais câmeras digitais com qualidade e precisão de imagem semelhantes às das câmeras aéreas tradicionais. Os primeiros modelos dessas câmeras já estão no mercado. No que diz respeito ao tratamento fotogramétrico de imagens de satélite, imagens com tamanhos de pixel compatíveis com precisões cartográficas de pequena escala estão disponíveis há vários anos.
A fotogrametria enfrenta hoje um verdadeiro desafio.
Fotogrametria de longo alcance
O objetivo da fotogrametria de longo alcance é o conhecimento das dimensões e posição dos objetos no espaço, através da medição ou medições efetuadas a partir da intersecção de duas ou mais fotografias, ou a partir de uma fotografia e do modelo digital do terreno correspondente ao local representado, que deve ser previamente efetuada pela interseção de duas ou mais fotografias.
Esta técnica é básica para a elaboração de toda cartografia, seja topográfica, temática, cadastral, etc.
Pode ser auxiliado por informações espectrais e radiométricas de uma imagem digital apoiada por sensoriamento remoto.
Fotogrametria pode ser terrestre ou aérea dependendo de onde as imagens são obtidas.
Usos e aplicações
A fotogrametria é utilizada em múltiplas disciplinas: Agronomia, Cartografia, Ortofotografia, Arquitetura, Planeamento e gestão territorial, Ambiente, Arqueologia,[5] Controlo de estruturas, Medições, Topografia, Biomecânica em diversas áreas como Medicina, Ergonomia ou Desporto, Criminalística (reconstrução de cenas de crime), Zoologia, Paleontologia,[6] Antropologia Biológica,[7] e Forense.[8].
Tipos de fotogrametria
Existem várias maneiras de fazer fotogrametria:
• - Fotogrametria analógica"): Estes são os modelos matemáticos utilizados. Obviamente, foi a primeira parte da fotogrametria a ser desenvolvida.
• - Fotogrametria analítica"): É responsável pela aplicação de modelos matemáticos a objetos físicos. Foi a segunda parte a ser desenvolvida.
• - Fotogrametria digital: Com o surgimento dos computadores, a imagem analógica é substituída pela imagem digital, da mesma forma que começam a ser utilizados programas de computador. Atualmente, a fotogrametria digital coexiste com a analítica.
• - Fotogrametria aérea"): É quando as estações estão no ar. É aplicada na elaboração de planos e/ou mapas para desenvolvimento de projetos de engenharia.
• - Fotogrametria de curto alcance"): Neste caso as estações estão ao nível do solo, a distância de captura é entre 1 m e 30 cm.
• - Fotogrametria subaquática"): Neste caso as estações estão localizadas debaixo d'água. É aplicada a objetos depositados em corpos d'água como mar ou lagos.
Métodos
O método de reconstrução de objetos ou terreno (cartografia) usando fotogrametria:
Fotografar os objetos: Será necessário planejar previamente o voo e tirar fotografias (é feito na fase de projeto de voo), após o planejamento procedemos à obtenção de imagens (voo), e posterior processamento.
Orientação das imagens: Colocação dos frames na posição adequada com suas marcas de referência (orientação interna); Colocar os quadros na mesma posição que ocupavam entre si no momento da tomada (orientação relativa);
Formação do modelo por restituição e posterior aplicação de rotações, translação e fator de escala (orientação absoluta) para ter o modelo (objeto) nas coordenadas do terreno. Também inclui o dimensionamento do objeto para obter e realizar medições em magnitudes reais.
Formação do modelo por retificação, que consiste em, uma vez aplicada a orientação interna e externa do feixe de luz, encontrar a intersecção entre o referido feixe orientado e o modelo digital do terreno correspondente ao espaço a ser determinado. Para efetuar uma retificação, foi necessário efetuar previamente a restituição do referido local.
A metodologia das técnicas de fotogrametria utilizadas para aplicações biomecânicas dependerá se se trata de um estudo bidimensional (2D) ou tridimensional (3D).
Filmagem do sistema de referência: Colocação da câmera. Embora o mínimo para análises 3D sejam duas câmeras, a medição automática de pontos em toda a superfície da pessoa analisada geralmente envolve a utilização de pelo menos 4 câmeras. Uma vez colocadas as câmeras filmando o mesmo espaço, será estabelecido um sistema de referências, definindo os eixos e escalas.
Filmagem da pessoa: a confiabilidade do estudo será maior dentro do espaço calibrado. Sem movimentar as câmeras, será filmado o movimento da pessoa objeto de estudo. Dependendo da velocidade desse movimento, o obturador das câmeras deverá ser ajustado.
Digitalização:
Estabeleça modelo ou sistema biomecânico. Esse modelo implicará quais pontos devem ser digitalizados.
Coordenadas 3D.
• - Geodésia.
• - Sensoriamento remoto.
• - Estereoscopia.
• - Levantamento.
• - TopoFlight.
• - Levantamento de Fachadas").
• - Página com uma infinidade de recursos sobre fotogrametria, cartografia, coordenadas, aplicações online, etc.
• - Vídeos com exemplos de trabalhos realizados com fotogrametria.
• - Tutorial de Fotogrametria.
• - Departamento de fotogrametria da Universidade de Jaén.
[2] ↑ Lauria, Gabriele; Sineo, Luca; Ficarra, Salvatore (12 de febrero de 2022). «A detailed method for creating digital 3D models of human crania: an example of close-range photogrammetry based on the use of Structure-from-Motion (SfM) in virtual anthropology». Archaeological and Anthropological Sciences (en inglés) 14 (3): 42. ISSN 1866-9565. doi:10.1007/s12520-022-01502-9. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://doi.org/10.1007/s12520-022-01502-9
[3] ↑ Morgan, Brianne; Ford, Andrew L.J.; Smith, Martin J. (2019-05). «Standard methods for creating digital skeletal models using structure‐from‐motion photogrammetry». American Journal of Physical Anthropology (en inglés) 169 (1): 152-160. ISSN 0002-9483. doi:10.1002/ajpa.23803. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajpa.23803
[4] ↑ Cf. Javier Peralta, "Eduardo Torroja y Caballé", en su La matemática española y la crisis de finales del siglo XIX. Madrid: Nivola, 1999, p. 115.
[5] ↑ Moyano, Gonzalo (2017). «El uso de fotogrametría digital como registro complementario en arqueología. Alcances de la técnica y casos de aplicación.». Comechingonia 21 (2): 333-351. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://www.aacademica.org/eascc/69
[6] ↑ La fotogrametría se convierte en una poderosa herramienta para la conservación y difusión del patrimonio paleontológico | revista PH. doi:10.33349/2018.0.4191. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://www.iaph.es/revistaph/index.php/revistaph/article/view/4191
[7] ↑ Campo, Manuel Domingo D'Angelo del; Guichón, Ricardo Anibal; Martín, Armando González (12 de julio de 2023). «Estudios en restos óseos humanos en Patagonia Austral: de la morfología clásica a la morfometría geométrica». Revista Argentina de Antropología Biológica 25 (2): 064-064. ISSN 1853-6387. doi:10.24215/18536387e064. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://revistas.unlp.edu.ar/raab/article/view/11956
[8] ↑ Omari, Rita; Hunt, Cahill; Coumbaros, John; Chapman, Brendan (1 de mayo de 2021). «Virtual anthropology? Reliability of three-dimensional photogrammetry as a forensic anthropology measurement and documentation technique». International Journal of Legal Medicine (en inglés) 135 (3): 939-950. ISSN 1437-1596. doi:10.1007/s00414-020-02473-z. Consultado el 13 de noviembre de 2023.: https://doi.org/10.1007/s00414-020-02473-z