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Fotogrametria II, Julio Kiyoshi Hasegawa, 2015

Fotogrametria II

Restituidores Analógicos

Julio Kiyoshi Hasegawa

2015


Instrumentos Fotogramétricos (restituidores) Instrumentos restituidores (estereorestituidores) - são

instrumentos desenvolvidos para proporcionar resultados

rigorosamente precisos de pontos no espaço objeto, a partir

das correspondências com as suas imagens (duas).

A idéia básica dos restituidores é a formação de um modelo

geométrico do terreno (gráfica ou numérica) pela reconstrução

dos feixes de raios perspectivos “projetados”.

Figura 1 – Formação do modelo

estereoscópico.


Classificam-se os restituidores em analógicos, analíticos e

digitais.

Evolução Analógica - - - - - - - - > Analítica - - - - - - - - - > Digital (70 anos) (20 anos) ? anos 1900 -> 1970 1970 -> 1990 1990 -> ?

Os restituidores analógicos produzem mapas de traço contínuo ou informações numéricas quando conectados a um sistema CAD, precisando para isto a utilização de “encoders”.

Exemplos de conexões CAD: MAXICAD - Maxidata; TeMAP Esteio.

Os restituidores analíticos produzem informações

numéricas (mais antigos produziam mapas de traço). Os restituidores digitais surgiram no início desta década (90), junto com o desenvolvimento tecnológico, principalmente na informática. Os restituidores digitais trabalham somente com as imagens na forma digital, ou seja, a foto (diapositivo) é uma matriz de intensidades (tons de cinza ou valores RGB dos pixels).


1) Restituidores Analógicos Característica - feixes de raios reproduzidos fisicamente por meios ópticos, mecânicos e ópticos-mecânicos.

Figura 2 - Modelo esquemático do B8S – Projeção por hastes metálicas.


Figura 3 – Modelo esquemático do Topoflex – Projeção por feixes de luz.


Classificação dos instrumentos restituidores analógicos

1) quanto a precisão e utilização: a) Antiga (1960): Classificado segundo o seu desempenho: • Primeira ordem: restituidores de alta precisão equipado

com dispositivo para realizar a aerotriangulação (base dentro, base fora);

• Segunda ordem: restituidores de alta precisão sem

possibilidade de realizar a aerotriangulação; • Terceira ordem: restituidores para restituição topográfica.

b) Intermediária: Como a classificação antiga provocava situações dúbias, pois instrumentos de alta precisão, como A10, eram classificados como de segunda ordem. Assim Makarovic (Manual da ASP), propôs a seguinte classificação, conforme a sua aplicação: - Universais; - Precisão; - Topográfico; - Terceira ordem. c) Em 1968 Szongolies, no XI ISPR, propôs uma nova classificação baseada somente na precisão dos instrumentos. • Restituidores de precisão: precisão planimétrica de +/-

0,015 mm; e altimétrica de +/- 1/10 000 da altura de vôo. • Restituidores topográficos: precisão planimétrica de +/-

0,050 mm e altimétrica de +/- 2.5/10 000 da altura de vôo. • Restituidores simples: precisão planimétrica de +/- 0,200

mm e precisão altimétrica de 2/1000 da altura de vôo.


d) No X C.B.C. em Brasília 1981, José Moura Notari, propôs

uma classificação considerando a utilização, de forma mais genérica.

� Universais: realiza a aerotriangulação para restituição e restitui em qualquer escala.

� Precisão: aerotri p/ mapear em escalas pequenas e médias e rest. em qqer escala.

� Topográfico: aerotri. Em escalas pequenas e rest. em escalas médias e pequenas

1.1) Classificação quanto à construção (sistema de

projeção) a) instrumentos de projeção óptica: • primeiro restituidor desenvolvido para fotografias aéreas

(Gasser 1915). • partes das imagens do par estereoscópio são projetadas

opticamente sobre uma mesa de referência, que são providos de marcas flutuantes ou marcas de medição.


Figura 4 – Instrumento de projeção óptica -Multiplex

Figura 5 – Instrumento de projeção óptica - Topoflex


b) Instrumentos de projeção mecânica: Os feixes de raios projetados são substituídos por hastes mecânicas. c) Instrumentos de projeção óptico-mecânica: Observação é feita através de um sistema telescópio auxiliar. 1.2) Principais Componentes: - Sistema de projeção; - Sistema de observação; - Sistema de medição; e - Sistema de traçado. 1.2.1) Sistema de projeção Projeta as imagens do par de fotos (diapositivos) para o espaço-modelo do instrumento.


a) Sistema de projeção óptica

• diapositivos iluminados por cima; • para focalizar o modelo estereoscópio, as lentes objetivas

devem satisfazer a equação da lente: 1/f = 1/p + 1/h

• h -> distância de projeção; • p -> distância principal (imagem ao ponto nodal); • f -> distância focal da lente.

Obs: variação da profundidade no modelo depende da profundidade de campo da lente. Um dos valores que determinam as escalas mínimas e máximas do modelo. profundidade de campo anterior:

pa = h[C/(D + C)] profundidade de campo posterior: pp = h[C/(D - C)] D - abertura do diafragma; C - acuidade visual, no espaço objeto.

Figura 6 – Sistema de projeção por feixes de luz.


b) Sistema de projeção mecânica - utiliza-se de um par de hastes metálicas convergentes, passando pelos eixos cardas, materializando os centros perspectivos dos projetores.

Figura 7 – Sistema de projeção por hastes metálicas.


- alguns têm paralelogramo de Zeiss

c) Sistema de projeção óptico-mecânica

- projetores com as mesmas características da câmara (princípio de Porro-Koppe).

Figura 8 – Sistema de projeção mecânica – paralelogramo de Zeiss.

Figura 9 – Sistema de projeção óptico-mecânico.


princípio de Porro-Koppe: sistema óptico empregado na tomada da foto (aplicando o princípio da reversibilidade dos raios luminosos).

1.2.2) Sistema de observação

a) Instrumentos ópticos - Observação direta no modelo * através de filtros anaglifos; * através de filtros polarizados;

* cintilamento (alternando as imagens). b) Instrumentos mecânicos - observação ortogonal do diapositivo


Figura 10 – Sistema de observação direta do diapositivo - ortogonalmente.


c) Sistema óptico-mecânicos - observação é feita por um sistema telescópico.

1.2.3) Sistema de medição a) para sistemas ópticos • marca luminosa, colocado no centro de uma plataforma

(parte da mesa traçadora) • mov. vertical registrado no contador da mesa. • mov. horizontal (adaptando um sistema de reticulado

no modelo) b) para sistemas óptico-mecânicos e mecânicos • duas marcas de medição, uma em cada caminho óptico • coincidências das marcas. (estereoscopia)

Figura 11 – Sistema de observação direta do diapositivo.


1.2.4) Sistema de traçado

a) sistemas diretos / pantógrafos

• por pantógrafo acoplado à mesa de referência. • diretamente no plano de projeção do modelo, usando a

mesa como dispositivo traçador.

b) Sistemas coordenatógrafos • coordenatógrafos conectados com o instrumento,

mecanicamente ou eletronicamente. • instrumentos devem possuir manivelas X e Y, para

transmitir os movimentos ao coordenatógrafo.

Figura 12 - Sistema de traçado com pantógrafo

Figura 13 – Sistema de traçado por coordenatógrafo.


c) Sistemas eletrônicos • movimentos são registrados eletronicamente; • usa-se de ”encoders“ sincronizados com o movimento que

geram sinais elétricos; Obs: Existem os restituidores híbridos: que são de projeção analógica e tendo como saída dados numéricos, conectados a computadores digitais.


Exemplos de instrumentos restituidores: Na FCT – Laboratórios do Departamento de Cartografia B8S - WILD / Projeção mecânica


A10 - WILD / Projeção mecânica


TOPOCART D - ZEISS / Projeção mecânica


ESTEREOMETROGRAFO D - ZEISS / Projeção mecânica.

Outros


A8 - WILD / Projeção mecânica


TOPOFLEX - ZEISS / Projeção Óptica

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