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UMA DISCUSSÃO SOBRE TÉCNICAS BASEADAS EM IMAGENS PARA LEVANTAMENTO DE EDIFICAÇÕES Andrea Verri Bastian PPG-AU Faculdade de Arquitetura UFBA, Mestranda [email protected] Resumo A restituição de uma edificação é uma forma de tornar disponíveis as características da arquitetura presente nesta, permitindo sua visualização. Essa documentação gráfica é obtida por processos de levantamento do objeto real. Para tanto, várias são as técnicas possíveis de serem utilizadas além dos métodos tradicionais de levantamento, como fotogramétricas e de varredura. Nesse trabalho, são discutidas as aplicações mais recentes, onde as imagens são obtidas próximas à superfície da Terra e do objeto de interesse, sendo elas a Fotogrametria Digital Arquitetônica, dividida aqui em Estereoscopia (utilização de um par de imagens), baseada em fotos convergentes e uma nova técnica, desenvolvida na Itália, denominada Fotogrametria Esférica (utilização de panoramas), como também 3D Laser Scanning e Photo-based Scanning onde são apresentados os princípios e características de cada uma delas. Para concluir, são discutidas as vantagens e desvantagens na utilização dessas técnicas. Palavras-chave: Fotogrametria, Fotogrametria Esférica, 3D Laser Scanning, Photo-based Scanning. Abstract The reconstruction of a building is a way to make these available features of this architecture, enabling its graphical visualization. This graphic documentation is obtained by appropriate lifting of the real object. Therefore, there are several techniques that may be used in addition to traditional survey methods such as photogrammetry and scanning. In this paper, we discuss the latest architectural applications land, where images are obtained near the surface of the Earth and the object of interest, and they Architectural Digital Photogrammetry divide here in stereoscopy (using a pair of images), Based on convergent images and a new technique developed in Italy called Spherical Photogrammetry (use panoramas) as well as 3D Laser Scanning Photo-based scanning and which presents the principles and characteristics of each. To conclude, we discuss the advantages and disadvantages in the use of these techniques. Palavras-chave: Photogrammetry, Spherical Photogrammetry, 3D Laser Scanning, Photo-based Scanning.

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UMA DISCUSSÃO SOBRE TÉCNICAS BASEADAS EM IMAGENS PARA LEVANTAMENTO DE EDIFICAÇÕES

Andrea Verri Bastian

PPG-AU – Faculdade de Arquitetura – UFBA, Mestranda [email protected]

Resumo

A restituição de uma edificação é uma forma de tornar disponíveis as características da arquitetura presente nesta, permitindo sua visualização. Essa documentação gráfica é obtida por processos de levantamento do objeto real. Para tanto, várias são as técnicas possíveis de serem utilizadas além dos métodos tradicionais de levantamento, como fotogramétricas e de varredura. Nesse trabalho, são discutidas as aplicações mais recentes, onde as imagens são obtidas próximas à superfície da Terra e do objeto de interesse, sendo elas a Fotogrametria Digital Arquitetônica, dividida aqui em Estereoscopia (utilização de um par de imagens), baseada em fotos convergentes e uma nova técnica, desenvolvida na Itália, denominada Fotogrametria Esférica (utilização de panoramas), como também 3D Laser Scanning e Photo-based Scanning

onde são apresentados os princípios e características de cada uma delas. Para concluir, são discutidas as vantagens e desvantagens na utilização dessas técnicas. Palavras-chave: Fotogrametria, Fotogrametria Esférica, 3D Laser Scanning, Photo-based Scanning.

Abstract

The reconstruction of a building is a way to make these available features of this architecture, enabling its graphical visualization. This graphic documentation is obtained by appropriate lifting of the real object. Therefore, there are several techniques that may be used in addition to traditional survey methods such as photogrammetry and scanning. In this paper, we discuss the latest architectural applications land, where images are obtained near the surface of the Earth and the object of interest, and they Architectural Digital Photogrammetry divide here in stereoscopy (using a pair of images), Based on convergent images and a new technique developed in Italy called Spherical Photogrammetry (use panoramas) as well as 3D Laser Scanning Photo-based scanning and which presents the principles and characteristics of each. To conclude, we discuss the advantages and disadvantages in the use of these techniques.

Palavras-chave: Photogrammetry, Spherical Photogrammetry, 3D Laser

Scanning, Photo-based Scanning.

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1 Introdução A restituição de uma edificação é uma maneira de tornar disponível características da

arquitetura presentes nesta, permitindo sua visualização por meio de representação

gráfica (MOREIRA, 2000). Segundo Mateus (2012), a representação gráfica é aquela

que faz uso da informação visual constituída por linhas, figuras geométricas, cores,

isto é, desenhos, que permitem à interpretação de quem as utilizam. Essa

documentação gráfica é obtida por qualquer processo de levantamento do objeto real,

permitindo o entendimento dos vários momentos da vida do objeto, alterações

sofridas, tecnologias e materiais utilizados, anomalias existentes, e etc..., sendo um

instrumento indispensável para análise e planejamento de ações de intervenção física

sobre o objeto construído e, nas suas diversas formas. Portanto, quanto mais preciso,

mais fácil será o trabalho subsequente.

Várias são as técnicas possíveis de serem utilizadas no processo de levantamento,

sendo sua escolha feita de acordo com a complexidade do mesmo e das

características da edificação. Métodos tradicionais de levantamento, utilizados em

grande parte dos trabalhos realizados no Brasil, são baseados em medição direta e

uso de esboços cotados, possíveis de serem utilizados para edificações com formas

mais simples, com poucos ornamentos e pequenas dimensões. Para formas

complexas, outros métodos como o topográfico, feitos com o uso de teodolitos ou

estações totais, permitem medições indiretas e o alcance da precisão requerida

(AMORIM, 2012).

Além dos métodos citados, outras técnicas fotogramétricas, como os métodos

fotogramétricos baseados em Estereoscopia, em fotos convergentes, em varredura

laser, ou em Photo-based Scanning, podem ser utilizados na documentação métrica

de edificações (BÖHLER; HEINZ, 1999; SCHERER, 2002). A Fotogrametria tem sido

bastante utilizada como ferramenta para levantamentos arquitetônicos, embora pouco

empregada no Brasil, passando na sua evolução por várias fases, desde a gráfica,

analógica, e analítica até a digital, o que permitiu a simplificação dos processos e

redução de custos dos recursos empregados.

Atualmente, a International Society of Photogrammetry and Remote Sensing

(ISPRS) define a Fotogrametria como a arte, ciência e tecnologia de se obter

informação confiável de imagens a partir de sensores imageadores e outros, sobre a

Terra e seu meio ambiente, e de outros objetos físicos e processos através da

gravação, medição, análise e representação. Ainda segundo a American Society for

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Photogrammetry and Remote Sensing (ASPRS) a Fotogrametria é definida como a

arte, ciência e tecnologia de se obter informação confiável sobre objetos físicos e meio

ambiente, através de processos de gravação, medição e interpretação de imagens e

padrões de energia eletromagnética radiante, e outros fenômenos.

Mateus (2012), estabelece que a Fotogrametria pode ser classificada de acordo

com vários critérios como: a relação de distância entre câmara e objeto, número de

imagens utilizadas, princípio, tempo para obtenção dos resultados e área de aplicação.

Nesse trabalho, serão discutidas apenas as tecnologias mais recentes para aplicações

arquitetônicas terrestres, onde as imagens são obtidas sobre a superfície1 da Terra e

próximas ao objeto de interesse como a Fotogrametria Digital, 3D Laser Scanning e

Photo-based Scanning.

2 Técnicas de levantamentos arquitetônicos baseados em imagens

A documentação gráfica tradicionalmente é executada com técnicas de

levantamento em loco, baseando-se em medições diretas o que torna o trabalho

moroso, além disso, em edificações em adiantado estado de deterioração, o uso de

métodos diretos, onde o levantador tem contato físico com o imóvel, constitui um sério

risco de acidentes. Nesse contexto, a fotogrametria é uma ferramenta crucial, uma vez

que permite a restituição métrica e morfológica do objeto em estudo, sem a

necessidade de contato direto com objeto.

2.1 Fotogrametria digital arquitetônica

A Fotogrametria Digital visa à obtenção das dimensões e formas de um objeto a

partir da captura e processamento de imagens, de acordo com Groetelaars (2004),

quando utilizada de forma adequada, permite a criação de modelos tridimensionais

precisos, foto realísticos, gerando um volume de dados possível de ser utilizado por

ferramentas modernas de planejamento, como banco de dados e SIG (Sistemas de

Informações Geográficas), além de programas de animação, simulação, realidade

virtual e realidade aumentada.

Segundo Mateus (2012), os métodos fotogramétricos utilizam sempre duas ou

mais imagens de um objeto, obtidas de pontos de vista diferentes e com sobreposição,

podendo-se assim, classificá-los em estereoscópicos, baseados em imagens

convergentes e baseados em panoramas.

1 - Considera-se que as fotos capturadas com Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), se

enquadram nessa categoria.

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2.1.1 Estereoscopia

De acordo com Hansen e Grussenmeyer (2002), os princípios da Estereoscopia

permitem que um par de imagens, conforme visto nas Figuras 1 e 2, de um mesmo

objeto (estereopar) seja utilizado para restituição tridimensional de fachadas desde

que a área de interesse esteja presente nas duas imagens. Para que isto seja

possível, os eixos óticos das câmaras devem ser paralelos entre si e, a relação da

distância entre as câmeras e a distância entre câmera e objeto deve estar entre 1:15 e

1:50.

Figura 1 - Levantamento fotográfico baseado em Estereoscopia

Fonte: HANSEN; GRUSSENMEYER, 2002

Figura 2 - Estereopar – (a) imagem esquerda (b) imagem direita

Fonte: HANSEN; GRUSSENMEYER, 2002

Nesse processo, cada ponto do objeto é determinado a partir da identificação de seus

pontos homólogos presentes nas partes superpostas das duas imagens. Para que isso

seja possível é necessário conhecer os parâmetros de translação e rotação da

câmera, obtidos diretamente no momento da tomada fotográfica ou indiretamente com

a utilização de pontos de controle (coordenadas obtidas através de Topografia),

apresentando maior precisão (GROETELAARS, 2004). Através desse processo,

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podem ser obtidos desenhos de fachadas (Figura 3), modelos wireframe, modelos de

superfície, além de levantamento de coordenadas.

Figura 3 – Desenho de fachada obtido através de estereorestituição

Fonte: HANSEN; GRUSSENMEYER, 2002 2.1.2 Baseada em fotos convergentes

Hoje, a situação mais comum em levantamentos arquitetônicos é a utilização de várias

imagens convergentes, que, após a orientação, permitem a restituição de modelos

geométricos (3D) e a representação gráfica dos objetos registrados, possibilitando a

extração de dimensões lineares, áreas e volumes. Os produtos gráficos podem ser

empregados em usos tradicionais, para visualização em meio digital, ou como

elementos de preservação, integrantes de base de dados digitais multimídia

(MATEUS, 2012).

De acordo com Koch e Kaehler (2009), a Fotogrametria baseada em fotos

convergentes utiliza o princípio da triangulação, onde matematicamente a intersecção

de linhas convergentes no espaço determina com precisão um ponto. Conforme Figura

4, a base para determinação de um ponto no espaço é orientar as imagens para um

sistema de coordenadas, o que significa que as posições (x, y, z) e os ângulos rotação

(ω, φ, κ) das imagens devem ser determinados antes da triangulação. Para tanto, as

coordenadas do ponto na imagem (x', y'), no momento da tomada fotográfica devem

ser conhecidas em pelo menos duas imagens, sendo o ideal três ou mais.

A restituição das coordenadas dos pontos do objeto no espaço tridimensional, serão

determinadas pela intersecção dos raios que partem da representação do ponto na

imagem, passam pelo centro de projeção e atingem o objeto. Nesse sentido, a

restituição fotogramétrica pode ser entendida como o processo inverso ao da captura

fotográfica, ou seja, a devolução do objeto do espaço 2D para o espaço 3D. A

precisão do processo e a orientação das imagens dependerão do tamanho do pixel da

imagem, escala da foto e distância entre as posições da câmera.

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Figura 4 – Princípio da Fotogrametria a curta distância Fonte: KOCH; KAEHLER, 2009

Segundo Mateus (2012), o processamento das imagens pode ser manual, onde a

calibração da câmera2 e identificação dos pontos homólogos nas várias imagens para

orientação é feita pelo operador; somente após esse procedimento pode-se gerar o

modelo geométrico do objeto. Esse é o procedimento utilizado pelo PhotoModeler3 e

outros programas. O procedimento semiautomático pode ser feito por reconhecimento

de padrões de geometria pré-definidos, como também por reconhecimento de alvos

codificados sendo esse, o tipo de procedimento utilizado no PhotoModeler para a

calibração da câmera. Na versão Scanner e, nas ferramentas Zscan e Image Master,

as imagens são correlacionadas para facilitar a marcação de pontos ou realizar a

reconstrução automática de superfícies.

Como produtos da Fotogrametria, a partir do modelo restituído, podem ser gerados

desenhos, modelos geométricos aramados, de superfície, com texturas, fotos

retificadas, ortofotos, mosaicos de ortofotos. As Figuras 5 e 6 mostram alguns desses

produtos.

(a) (b) (c)

Figura 5 – (a) Ortofoto (b) Foto retificada (c) Desenho de restituição Fonte: BASTIAN, 2012

2 Calibração da câmera é o processo que permite ao software, utilizado na restituição, a determinação das deformações decorrentes da geometria da câmera e distorções do sistema óptico, dando condições para a determinação dos pontos homólogos no espaço (AMORIM, 2012). 3 Software da empresa canadense EOS Systems, comercializado em duas versões. Maiores informações em: <http://www.photomodeler.com>.

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Figura 6 – (a) Mosaico de ortofotos (b) Desenho de restituição fotogramétrica Fonte: GROETELAARS, 2004

2.1.3 Panoramas e Fotogrametria Esférica

2.1.3.1 Panoramas

A construção de grandes imagens com alta resolução é uma área de pesquisa nos

campos da Fotogrametria, visão computacional, processamento de imagens entre

outras. A técnica de construção de um mosaico fotográfico utilizando de uma

sequencia de imagens, feitas a partir de um giro de até 360° em torno de um ponto de

vista, é chamada de Panorama (SHUM; SZELISKI, 1997).

O panorama foi desenvolvido na Inglaterra, em 1785, pelo desenhista e pintor escocês

Robert Barker, e era construído sobre uma estrutura circular, onde grandes telas eram

mostradas por meio de efeitos teatrais (POQUET, 2009).

De acordo com Souza (2010) a técnica se popularizou como um dos principais

espetáculos nas cidades europeias, chegando a ter cerca de quatrocentos panoramas

na metade do séc. XIX entrando em desuso, no final do mesmo século, com o

surgimento do cinema. Com a evolução das tecnologias digitais e aperfeiçoamento da

fotografia, as tradicionais feitas em papel, passaram a ser digitais, facilitando assim a

geração e exibição de panoramas (SILVA, 2007).

De acordo com Wahbeh (2011), para se produzir um panorama é fundamental que se

entenda como as imagens podem ser projetadas em uma superfície. A representação

de uma superfície esférica em forma de mapa é um problema bastante estudado,

principalmente, para representação do planisfério. Existem vários tipos de projeções,

sendo as citadas nesse trabalho as mais utilizadas e suportadas pelos principais

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programas, como Autostitch, Hugin, Ptgui, Panorama Tools, Microsoft Research Image

Composite Editor, CleVR Stitcher e Photoshop (Photomerge e Auto-Blend).

Projeção Plana – onde as linhas retas do mundo real são exibidas sem

distorções no panorama, sendo feita a projeção em um plano;

Projeção Cilíndrica – A projeção é feita em uma superfície cilíndrica sendo que

a escala vertical aumenta rapidamente quando se afasta da linha central do

mapa;

Projeção de Mercator – Semelhante à projeção cilíndrica, mas com

alongamento menor na parte inferior e superior, sendo muito utilizada em

mapas de navegação;

Projeção Equiretangular – Foi inventada por Marinus de Tiro, cerca de 100 d.

C., sendo talvez, a mais simples das projeções. Conforme mostra a Figura 7, a

projeção é feita em uma superfície esférica, utilizando latitude e longitude onde

os polos da esfera são representados por dois segmentos de comprimento

igual à circunferência da esfera de projeção, consequentemente o equador e

os dois polos tem o mesmo comprimento.

Figura 7 – Projeção Equiretangular

Fonte: WAHBEH, 2011

Projeção Cúbica – A projeção é feita nas faces de um cubo, tornando-se útil

uma vez que abrange 360° e em cada uma das faces a projeção de linhas

retas é feita sem distorções, uma vez que se trata de uma projeção plana.

2.1.3.2 Fotogrametria Esférica

Segundo D’Aniballe et al. (2011), é uma técnica desenvolvida na Università Politecnica

delle Marche, Ancona, Itália, por Gabrile Fangi, e se baseia em um tipo de projeção

cartográfica, não fazendo uso das imagens originais sobrepostas, mas sim, de suas

projeções em uma esfera virtual, capturadas a partir de um único ponto de modo a

cobrir total ou parcialmente 360° ao seu redor. As imagens são então “costuradas”

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em um software comercial e projetadas em uma esfera virtual de raio R arbitrário, e

igual a distancia focal da câmera utilizada (Fangi, 2010), sendo que o centro de

projeções e a distância focal devem permanecer o mesmo durante toda a fase de

tomadas fotográficas. A esfera virtual é então mapeada utilizando projeção

equiretangular; as coordenadas x e y na imagem de um ponto P arbitrário podem ser

obtidas das direções horizontais e verticais θ e φ corrigidas, devido a não verticalidade

do eixo da esfera, por dois ângulos αx e αy. (x = θ.R e y = φ.R). A Equação 1, de

colinearidade, mostra a correspondência entre um ponto P’ (x, y) da imagem e um

ponto P (X, Y, Z) do objeto (FANGI, 2010). A Figura 8 mostra um modelo 3D obtido

através dessa técnica.

Equação 1 – Equação de colinearidade

Fonte: FANGI, 2010

Figura 8 – Modelo wireframe

Fonte: FANGI, 2010

2.2 Sistemas de Varredura a Laser

No final do século XX, surgiram, inicialmente, os sistemas de varredura a laser

aerotransportados para levantamento de grandes áreas, e em seguida os sistemas

terrestres, que se tornaram recursos essenciais para Engenharia Civil, Naval,

Mecânica, Mineração, Arquitetura, Arqueologia, Geografia, Geologia e, como era de se

esperar, também vêm sendo aplicado em levantamentos de edificações (MEDINA,

2012).

Ainda de acordo com Mateus (2012), a base da tecnologia de varredura a laser vem

do LIDAR (Light Detection and Ranging) quando foi demonstrada a possibilidade de

medição de distância entre um avião e o solo com precisão de um metro, porém só a

partir do aperfeiçoamento do GPS (Sistemas de Posicionamento Global), no final dos

anos 80 é que se tornou viável a utilização da tecnologia LIDAR em levantamentos

aéreos. Conforme mostrado de forma esquemática na Figura 9, um dispositivo de

varredura a laser é composto por uma unidade ótica que emite o feixe laser, um

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dispositivo óptico-mecânico que reflete o feixe de laser e um sensor que captura e

registra o raio refletido pelo ambiente.

Figura 9 – Representação esquemática de um dispositivo de varredura a laser Fonte: MATEUS, 2012

Para cada feixe emitido são conhecidos seu ângulo horizontal e vertical e, sabendo-se

que esse viaja a velocidade da luz, medindo-se o tempo de retorno do raio após atingir

o alvo é possível determinar a distância do ponto de reflexão ao centro de emissão,

origem do sistema de coordenadas esféricas (ρ, θ, Ϫ). Assim ficam determinadas as

posições desses pontos no espaço e em seguida esses dados são convertidos ao

sistema de coordenadas cartesianas (x, y, z) (AMORIM, 2012).

O resultado da aquisição de dados por varredura a laser é o que se conhece como

“nuvem de pontos” (pointcloud), que pode ter desde milhares até milhões de pontos e

está posicionada segundo um referencial que, em princípio, a origem corresponde a

uma posição no equipamento laser. Em geral, como a determinação das coordenadas

é baseada em emissão e recepção de radiação eletromagnética, os pontos da nuvem

possuem associados um valor corresponde de intensidade (I), normalmente expresso

numa escala de 8 bits (0 a 255). Dessa forma, um ponto P da nuvem é expresso por

um vetor com quatro componentes (X, Y, Z, I), podendo ser adicionadas a esse vetor

componentes radiométricas (R, G, B) decorrentes de imagens fotográficas digitais

associadas à nuvem (MATEUS, 2012).

Ainda, conforme Mateus (2012), as tecnologias de varredura a laser podem ser dividas

em três grupos correspondentes ao método de medição das distâncias e a resolução

típica. De qualquer forma, trata-se de uma tecnologia em que há emissão de luz laser

e que opera de acordo com os princípios da detecção remota. São eles:

Sistemas de tempo de voo (Time of Flight – TOF): baseiam-se no cálculo do

tempo de ida e retorno dos impulsos de luz. Quanto à precisão de medição,

pode ser considerar na ordem de ± 0,5 cm a ± 1,0 cm, aumentando para

grandes distâncias;

Sistemas de diferença de fase (Phase Shift – PS): a medição das distâncias é

feita através das diferenças de fase entre os sinais emitidos e recebidos. A

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precisão desse sistema é da ordem de 1% do comprimento da onda da

modulação. Sendo esse um processo contínuo, consegue ser mais rápido que

os sistemas de tempo de voo, apresentando maiores taxas de captura de

dados.

Sistemas de triangulação óptica: baseiam-se na medição de distâncias na

triangulação da posição em que o laser é refletido. O sistema emite um feixe de

laser e, a linha de intersecção desse com o objeto é capturada por um sensor

tipo CCD (Charge-Couple Device) ou CMOS (Complementary Metal-Oxide-

Semiconductor) integrado a uma câmera fotográfica. Conforme o esquema da

Figura 10, as coordenadas de qualquer ponto do objeto são calculadas em

função das coordenadas do ponto imagem (xN, yN) correspondentes, da

inclinação do feixe de laser (α), da distância principal (dp) e da distância de

base (distância entre os dispositivos de emissão e recepção do laser - B).

Figura 10 – Representação esquemática de sistemas de triangulação Fonte: MATEUS, 2012

O Quadro 1, a seguir, apresenta a comparação dos três sistemas de laser scanner

terrestre.

Sistema Precisão (m)

Alcance (m)

Taxa de captura (pontos/s)

Emprego

Triangulação 0,001 a 1,0 1 a 50 100 a 500 Pequenas peças

Tempo de voo 0,007 a 50 0,01 a 100

1 a 1200 100 a 7.000 Levantamentos a grandes distâncias

Diferença de fase

0,006 a 50 0,001 a 100

1 a 80 100.000 a 500.000 Levantamentos a pequenas distâncias

Quadro 1 – Comparação de Sistemas de laser scanner terrestre Fonte: MEDINA, 2012

2.3 Photo-Based Scaning

Essa nova vertente da Fotogrametria, chamada Photo-Based Scaning, também utiliza

raios de luz, através de sensores passivos, onde a luz ambiente refletida pelo objeto é

captada por uma câmera fotográfica, a partir de pelo menos de duas posições. As

primeiras utilizações foram feitas em modelos digitais de elevação para cartografia,

criados manualmente, ponto por ponto, a partir de 1980 esse processo passa a se

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tornar mais automatizado. Em visão computacional, seu uso começou por volta de

1970, com a pesquisa de Marr e Poggio baseada na visão estereoscópica humana,

onde um sistema similar foi desenvolvido para aplicações em computador (WALFORD,

2009).

Segundo Amorim (2012), o desenvolvimento dessas técnicas tem sido utilizado na

geração de nuvens de pontos, por processamento digital, a partir de imagens

fotográficas de um objeto. Essa tecnologia também é conhecida como Structure from

Montion (SfM), Dense Surface Modeling (DSM), Dense Stereo Matching (DSM), entre

outras denominações.

Nesse tipo de técnica, todo o processamento é automatizado dividindo-se em duas

fases, primeiramente as imagens são orientadas; para tanto, são extraídos e

correlacionados os pontos homólogos, através de algoritmos de reconhecimento de

padrões entre as várias imagens onde a identificação é feita pelos valores das

intensidades radiométrica dos pixels. Após essa operação é gerada uma nuvem de

pontos esparsa e a partir desta, uma segunda nuvem de pontos bem mais densa,

onde os pontos possuem a informação radiométrica das imagens fotográficas

(textura). Nesse processamento podem ser utilizadas ferramentas para aplicações

comerciais como o PhotoModeler Scanner, Samantha, Orthoware, e o EyeDea e,

ferramentas on-line como ARC3D, Bundler, Photofly, Photosynth e o VSFM onde os

modelos gerados podem ser visualizados na internet ou descarregados no computador

do usuário (MATEUS, 2012).

Ainda, segundo Mateus (2012), a metodologia SfM, para aplicação em modelagem,

através da captura de uma sequencia de vídeos, onde esses são analisados de modo

a se obter os parâmetros de orientação dos vários quadros seguindo a geração do

modelo geométrico (3D) da cena registrada, com a textura associada. Nesse caso, os

modelos gerados apresentam apenas qualidade para efeitos de visualização. Para

essa aplicação estão disponíveis, ferramentas como o VideoTrace, ou ainda on-line, a

ProFORMA.

3 Discussão e Conclusão

As técnicas apresentadas nesse trabalho mostram-se eficazes, sendo que a escolha

do método utilizado no levantamento está associado à finalidade dos dados obtidos,

prazo de execução, disponibilidade de recursos financeiros e técnicos, condições do

local da edificação e precisão requerida. A impossibilidade na obtenção de medidas

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diretas em campo, a dificuldade em fotografar a parte superior das edificações, a

interferência das condições atmosféricas e de iluminação na qualidade dos resultados

e, ainda, a exigência de processamento especializado e o tempo necessário para

obtenção dos produtos são algumas desvantagens.

A “estereoscopia” está em desuso em aplicações para levantamentos de edificações,

sendo substituída pela Fotogrametria baseada em imagens convergentes. Essa

técnica mostra-se mais útil no caso de fachadas planas ou com curvas bem definidas,

para fachadas com formas mais complexas e grande quantidade de detalhes Dense

Surface Modeling (DSM) ou o sistema de varredura a laser são métodos mais

vantajosos.

No que se refere à Dense Surface Modeling (DSM), a produção de modelos

geométricos a partir de nuvem de pontos ainda requer processamento não trivial e

grande interação do usuário. Ferramentas computacionais mais recentes, com

aumento do processamento automatizado fornecem subsídios para que essa

tecnologia venha a ser mais utilizada na documentação arquitetônica nos próximos

anos, uma vez que captura também a cor do objeto, permitindo a geração de modelos

realísticos e ortofotos com a textura, sendo uma vantagem em relação à varredura a

laser.

Por outro lado, na varredura a laser, a velocidade de aquisição dos dados é muito

maior e com precisão equivalente, além de não sofrer interferência das condições de

iluminação. O principal problema dessa tecnologia é o custo elevado do equipamento

e programas, que aliados à rápida obsolescência da tecnologia, tornam a tecnologia

pouco empregada no Brasil para aplicações em Arquitetura. Outro aspecto a ser

observado, é a grande quantidade de dados a serem processados e os problemas da

reflexão do laser em certos tipos de materiais.

De acordo com Fangi (2013), a Fotogrametria Esférica é uma solução quando não se

pode utilizar o laser scanner, sendo de baixo custo por empregar "recursos mais

simples". O fator complicador no uso dessa tecnologia são os processos de orientação

e restituição, feitos manualmente, demandando um tempo longo no processamento

dos dados.

Existe uma ampla gama de tecnologias que apresentam aspectos positivos e

negativos, além da grande variação de custo, sendo a escolha dependente do

contexto da aplicação. Deve-se, também, levar em consideração a

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possibilidade de integração entre elas, visto que em determinadas situações

sempre existirão limitações.

4 Referências

AMORIM, A. L. Fotogrametria: uma introdução. In: PRATINI, E. F., SILVA, E. A. Criação, representação e visualização digitais. Brasília, DF: Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília, 2012. p. 63-89.

BOEHLER, W.; Heinz, G. Documentation, Surveying, Photogrammetry. Disponível em: <http://cipa.icomos.org/fileadmin/template/doc/olinda/99c601.pdf>. Acesso em: 18 out. 2012.

BORGES, M. L. V. B.; BORGES, P. A. Aplicações Práticas da Fotogrametria Arquitetural na documentação de edifícios e cidades históricas, para uso efetivo por arquitetos e planejadores urbanos, restauradores e historiadores. Disponível em: <http://cipa.icomos.org/fileadmin/template/doc/olinda/99c307.pdf>. Acesso em: 20 out. 2012.

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