orientacao exterior efoto

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1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro |Projeto E-Foto Tutorial do Submódulo de Orientação Exterior do Projeto E-Foto integrado. Autoria e Editoração: Patrícia Farias Reolon | Coordenação e Revisão: Jorge Luís Nunes e Silva Brito. Tutorial de Orientação Exterior por Ressecção Espacial no Software livre E-Foto Introdução Orientação Exterior é o processo pelo qual, através de pontos de controle ou de apoio medidos no terreno e identificáveis nas imagens, pode-se calcular a orientação das imagens em relação ao sistema de coordenadas do terreno. Apesar de ser resultante do processo de fototriangulação pelo método dos feixes perspectivos, pode ser também calculada para cada imagem separadamente. Este é o caso deste tutorial. A orientação exterior fornece, para cada imagem, as coordenadas do centro óptico do sensor ou da câmara e seus ângulos de atitude (ω, φ e ț) no instante da tomada da fotografia. Esses parâmetros são referidos ao sistema de coordenadas do terreno. Neste tutorial estamos mostrando como executar a Orientação Exterior pelo método da Ressecção Espacial. A ressecção espacial deve ser executada para cada uma das imagens fotogramétricas do seu projeto fotogramétrico.

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orientação exterior fotogrametria

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    Universidade do Estado do Rio de Janeiro |Projeto E-Foto Tutorial do Submdulo de Orientao Exterior do Projeto E-Foto integrado. Autoria e Editorao: Patrcia Farias Reolon | Coordenao e Reviso: Jorge Lus Nunes e Silva Brito.

    Tutorial de Orientao Exterior por Resseco Espacial

    no Software livre E-Foto

    Introduo Orientao Exterior o processo pelo qual, atravs de pontos de controle ou de apoio

    medidos no terreno e identificveis nas imagens, pode-se calcular a orientao das imagens

    em relao ao sistema de coordenadas do terreno. Apesar de ser resultante do processo de

    fototriangulao pelo mtodo dos feixes perspectivos, pode ser tambm calculada para cada

    imagem separadamente. Este o caso deste tutorial. A orientao exterior fornece, para

    cada imagem, as coordenadas do centro ptico do sensor ou da cmara e seus ngulos de

    atitude (, e ) no instante da tomada da fotografia. Esses parmetros so referidos ao sistema de coordenadas do terreno. Neste tutorial estamos mostrando como executar a

    Orientao Exterior pelo mtodo da Resseco Espacial. A resseco espacial deve ser

    executada para cada uma das imagens fotogramtricas do seu projeto fotogramtrico.

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    Apresentao Aps executar o Software Livre E-Foto aparecer a sua respectiva tela de abertura, conforme mostrado na figura 1, abaixo. No menu principal temos as opes Project, Execute e Help. A execuo da Orientao Exterior de uma imagem parte da suposio que: a) Um projeto fotogramtrico foi previamente criado e instanciado com seus respectivos dados de entrada, incluindo-se os pontos de apoio de campo (pontos de controle) e; b) a Orientao Interior da imagem foi realizada e seus resultados foram devidamente salvos. Caso voc no esteja familiarizado com as operaes de criao de um projeto fotogramtrico e de execuo de Orientao Interior de uma imagem, recomenda-se que consulte os respectivos tutoriais e que execute essas operaes fotogramtricas antes de seguir adiante. Vamos ento mostrar um exemplo de utilizao do programa para a realizao da Orientao Exterior pelo mtodo de resseco espacial. Desta forma, optaremos pela opo do menu denominada Project conforme a figura 1 abaixo.

    Figura 1 Tela inicial de abertura do E-Foto.

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    Iniciando a Orientao Exterior num Projeto Fotogramtrico

    Passo 1: No menu Project aparecem algumas opes. Escolheremos a opo Load File e uma lista de projetos cadastrados aparecer. Caso no aparea o projeto desejado, possvel navegar pelos diretrios at encontr-lo. Escolha ento o projeto desejado, conforme mostra a figura 2, a ttulo de exemplo.

    Figura 2 Tela do Project Header para carregar um projeto cadastrado.

    Passo 2: Aps clicarmos no boto Abrir aparecer a tela abaixo como mostra a figura 3. J foi realizada a Orientao Interior para a imagem; ento, devemos agora realizar a Orientao Exterior. Para tal clique no item Execute e em seguida Spatial Ressection. Uma janela menor possibilitar a escolha da imagem para iniciar a medio dos pontos de controle. preciso escolher a imagem desejada e clicar em OK conforme mostra a figura 4.

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    Figura 3 Tela de Chamada da Execuo da Orientao Exterior pelo mtodo de Resseco Espacial.

    Figura 4 Tela de Chamada para a primeira imagem (imagem 16).

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    Passo 3: Observe as figuras 5a e 5b abaixo. Nelas voc visualizar a distribuio de todos os pontos de apoio de campo disponveis para as imagens 016, 017 e 018 sobrepostas num panorama geral e num panorama particular para a imagem 016, a fim de facilitar sua identificao, escolha e medio. H que resssaltar que voc necessitar medir no mnimo 4 pontos de apoio (ou de controle) para que o clculo da O.E. seja possvel. Sugere-se que escolha 4 pontos dentre os disponveis. Alternativamente voc pode utilizar o Google Earth para identificar a localizao geogrfica aproximada dos seus pontos de controle. Para isto, basta utilizar as coordenadas geodsicas e ou E, N (UTM) do ponto desejado. Isto ser particularmente til quando voc estiver trabalhando com suas prprias imagens e com seus respectivos pontos de apoio de campo.

    Figura 5a Esquema de pontos das imagens 16, 17 e 18, sobrepostas, para servir de guia para a execuo da Orientao Exterior para essas imagens.

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    Figura 5b Distribuio dos pontos de apoio de campo (pontos de controle) disponveis para a imagem 016.

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    Passo 4: Precisamos agora identificar na imagem os pontos de apoio ou de controle, conforme indicado no relatrio de pontos que acompanha o material de dados e exemplos disponibilizado para download no site do projeto. Na figura 6 abaixo observe que, na tabela apresentada (Point Coordinates), j constam os pontos anteriormente cadastrados quando da criao do projeto fotogramtrico. Para localizarmos o primeiro ponto de apoio de campo a ser medido fotogrametricamente, vamos aproximar a regio do ponto 1 com a ferramenta zoom como mostra a figura 7.

    Figura 6 Tela de exibio da imagem para identificao do ponto 1 na imagem 16.

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    Figura 7 Tela de exibio da imagem 16 com aproximao de zoom para identificao do ponto 1.

    Passo 6: Precisamos aproximar um pouco mais a imagem com o zoom at identificar o primeiro ponto escolhido, nesse exemplo, o ponto 1. Feito isso, utilize o boto Set Point para med-lo, conforme mostra a figura 8 abaixo.

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    Figura 8 Tela de exibio da imagem 16 com o ponto de controle 01 medido e atualizado na tabela.

    Obs.: Observe que na primeira linha da tabela Point Coordinates os valores correspondentes ao ponto medido so atualizados e o cursor salta imediatamente para a linha seguinte. Caso a medio tenha que ser refeita, basta retornar linha de cima com o cursor e clicar novamente na imagem na posio mais adequada. O ponto ser medido novamente e a tabela atualizada.

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    Passo 6: Precisamos repetir o processo para o segundo ponto escolhido, lembrando de utilizar o relatrio descritivo e as fotos ilustrativas colhidas em campo como guia para facilitar a localizao dos pontos nas imagens. Para retornar a imagem ao tamanho original, clique no boto Set View. Localize a regio do segundo ponto escolhido, neste exemplo, o Ponto 3, aproxime com o zoom. Feito isso, utilize o boto Set Point para medir o ponto 3 conforme mostra a figura 9 abaixo.

    Figura 9 Tela relativa a imagem 16 com o ponto 3 de controle medido.

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    Passo 8: Precisamos repetir o processo para o terceiro ponto escolhido, neste exemplo, o ponto 5, lembrando de utilizar o relatrio descritivo como guia para facilitar a localizao dos pontos nas imagens. Para retornar a imagem ao tamanho original, clique no boto Set View. Localize a regio do terceiro ponto, aproxime com o zoom. Feito isso, utilize o boto Set Point para medir o ponto 5 conforme mostra a figura 10 abaixo.

    Figura 10 Tela relativa a imagem 16 com o ponto 5 de controle medido.

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    Passo 9: Precisamos repetir o processo para o quarto ponto, neste exemplo, o ponto 12, lembrando de utilizar o relatrio descritivo como guia para facilitar a localizao dos pontos nas imagens. Para retornar a imagem ao tamanho original, clique no boto Set View. Localize a regio do quarto ponto, aproxime com o zoom. Feito isso, utilize o boto Set Point para medir o ponto 12 conforme mostra a figura 11 abaixo.

    Figura 11 Tela relativa a imagem 16 com o ponto 12 de controle medido.

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    Passo 10: Uma vez medidos pelo menos 4 pontos de controle na imagem 16, devemos indicar a direo do voo para orientar a fotografia com relao ao terreno conforme mostra

    a figura 12 abaixo. Para tal, clicar boto Set Flight direction. Repare na seta verde que aparece na imagem assim que clicamos para indicar a direo do voo.

    Figura 12 Tela relativa a indicao da direo do voo.

    Passo 15: Caso o usurio tenha medido mais do que 4 pontos de controle, poder escolher os pontos na tabela Point Coordinates com os quais deseja executar a O.E., clicando no campo que ficar com um x assinalado. Para executar o clculo da O.E., no menu principal, opte por Execute e em seguida, Exterior Orientation conforme mostra a figura 13 a seguir. Uma janela aparecer perguntando o nmero de iteraes, conforme mostra a figura 14 a seguir. Aps dar Ok, aparecer uma nova janela, solicitando a preciso dos parmetros conforme mostram as figuras 15 e 16 a seguir. Aps dar o Ok, aparecer o resultado dos clculos com os valores correspondentes matriz Xa (matriz dos parmetros da O.E. ajustados e sua Matriz Varincia Covarincia (MVC), conforme a figura 16), La (matriz das observaes ajustadas) e V(vetor dos resduos) conforme mostra a figura 17 na sequncia.

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    Figura 13 Tela relativa a chamada da execuo da O.E..

    Figura 14 Tela mostrando o nmero de interaes a ser escolhido.

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    Figura 15 Tela mostrando a preciso desejada das coordenadas do centro ptico da cmara ou sensor.

    Figura 16 Tela mostrando a preciso dos parmetros da atitude da cmara ou sensor.

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    Obs.: O usurio tem tambm disponveis as abas La e V correspondentes respectivamente, ao vertor das observaes ajustadas e ao vetor dos resduos. Ao lado destas sero exibidas suas respectivas MVC.

    Figura 17 Tela mostrando os resultados do clculo dos parmetros da O.E.e de sua Matriz Varinca Covarincia (MVC).

    Passo 16: A partir daqui, o usurio deve conferir os resultados e aceit-los, caso esteja satisfeito com os mesmos dar ACCEPT. Caso necessite retirar algum ponto do clculo, por exemplo, retorne tabela, desmarque o ponto e solicite nova execuo da Orientao Exterior. Quando obtiver o resultado desejado, clique no boto ACCEPT. Feito isso, feche essa tela, volte para a tela principal e no seu menu opte por Project e, em seguida, Save File, como mostra a figura 18 abaixo.

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    Figura 18 Tela exibida ao se salvar o projeto.

    Passo 17: Uma vez salvo, Project, Load File, escolha, Images. V para a rea de trabalho que mostra a estrutura em rvore do Open Project , clique em Images e logo aparecer na rea ao lado as informaes sobre quais imagens foram realizadas as

    Orientaes Interiores e Exteriores. Estas sero assinaladas com o chek mark como mostra a figura 19 abaixo. Voc vai verificar que at esse ponto, j teremos a O.I. feita para as imagens 16, 17 e 18 e a O.E. para a imagem 16.

    Figura 19 Tela com o status das orientaes das imagens.

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    Passo 18: Agora ser necessrio repetir o processo dos passos 2 ao 13 para a imagem 17 ou para a imagem 18 conforme a respectiva sequncia de numerao de pontos para cada imagem conforme a tabela abaixo. As figuras 20 e 21 mostram o esquema de distribuio dos pontos para as imagens 17 e 18. Demais detalhes, com maior aproximao, encontram-se no relatrio de pontos que acompanha o o material disponvel em dados e exemplos.

    Point Number Point Name

    01 Praa Vanhargem 02 Passarela sobre o Rio Joana 06 Bloco C UERJ 08 Rio Maracan 09 Vinte e Oito de Setembro 10 Quinta da Boa Vista 11 Rio Trapicheiros 12 Maracan 13 Radial Oeste So Cristvo

    Figura 20 Tabela de pontos para a imagem 17.

    Point Number Point Name

    01 Praa Vanhargem 02 Passarela sobre o Rio Joana 06 Bloco C UERJ 08 Rio Maracan 10 Quinta da Boa Vista 11 Rio Trapicheiros 12 Maracan 13 Radial Oeste So Cristvo

    Figura 21 Tabela de pontos para a imagem 18.

    Obs. 1: A seguir o esquema de pontos da imagem 17 para servir de guia para a execuo da Orientao Exterior para essa imagem.

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    Figura 22a Tela do Google Earth com a identificao do ponto de controle P01 atravs de suas coordenadas de latitude e longitude conforme informaes do relatrio de pontos do pacote de dados e exemplos disponvel para download.

    Figura 22b Tela de aproximao da figura 22a.

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    Figura 23 Distribuio dos pontos de apoio de campo (pontos de controle) disponveis para a imagem 017.

    Obs. 2: A seguir o esquema de pontos da imagem 18 para servir de guia para a execuo da Orientao Exterior para essa imagem.

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    Figura 24 Distribuio dos pontos de apoio de campo (pontos de controle) disponveis para a imagem 018.

    Aps realizar a O.E. para as imagens 16, 17 e 18, voc ter as coordenadas do centro de perspectiva destas imagens no espao-objeto, bem como os trs ngulos de atitude para cada uma delas.

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    Ateno: Neste ponto, caso voc tenha disponvel os parmetros de O.I. e O.E. de um modelo estereoscpico (digamos 016 e 017 ou 017 e 018) voc poder exportar seus parmetros de O.I. e O.E. para utilizao futura nos mdulos de restituio fotogramtrica (estereoplotter) ou de Extrao do MDS e Ortorretificao. Para isto, execute o passo a seguir. Passo 19: Na tela principal do Project Manager, opte por Export Stereo File conforme mostra a figura 3 deste tutorial. Obs.: O uso dos mdulos de Stereoplotter e Extrao de MDS e Ortorretificao ser objeto de tutoriais especficos. Esses tutoriais sero disponibilizados no site do Projeto E-Foto em futuro prximo.

    Fim do Tutorial