Irineu da Silva
É enfatizar demais falar sobre os avanços da mensuração nas últimas décadas. Eu sei! Todos nós sabemos! Na realidade, muito pouca gente da área desconhece atualmente as vantagens do sistema GPS, da Topografia Computadorizada, dos Níveis à Laser ou Digitais e dos sistemas inteligentes de medição automática. Mas, e a Fotogrametria? Pois é, a Fotogrametria é definitivamente digital.
Um pouco de história
A Fotogrametria analógica, com os famosos A8, B8, PG2, A10 e vários outros, teve o seu período de glória nas décadas de 60 e de 70. Só no Brasil foram vendidos cerca de 100 equipamentos B8, por exemplo (no mundo todo foram cerca de 1.200). Os equipamentos ditos analíticos foram inventados em 1957, mas somente passaram a ser comercializados em fins dos anos 70. Estão nessa categoria os equipamentos DSR11/15, da Kern; Planicomp, da ZEISS; e BC1/2/3 e SD2000/3000, da Wild.
A Fotogrametria Digital é a terceira etapa deste desenvolvimento. Embora seu conceito tenha sido mencionado já em 1955, o primeiro sistema digital operacional apareceu apenas em 1980, a partir de um contrato militar entre a empresa Helava Associates e o governo norte-americano. Em 1988, a Kern lançou no mercado o primeiro protótipo de um equipamento completamente digital. Em 1990, o consórcio Intergraph/Zeiss lançou o PS1 e a Intergraph causou o primeiro grande impacto da Fotogrametria Digital no mercado com o ImageStation. Em 1992, a empresa Leica/Helava pôs no mercado o DPW, também com grande sucesso. Entre 1992 e 1994, vários outros equipamentos foram lançados iniciando a fase de testes e de avaliações pelo mercado. A partir de 1994, definitiva-mente a Fotogrametria se tornou digital.
Restituidor analógico Wild
Equipamento DPW
Restituidor analítico, Leica
Qual é a precisão da Fotogrametria Digital?
A precisão da Fotogrametria Digital depende de vários fatores. Alguns deles são:
escala da imagem;
tamanho do pixel;
qualidade da imagem (por exemplo, variações radiométricas);
conteúdo da imagem (por exemplo, textura e contraste);
precisão e visibilidade dos pontos de controle;
relação base/altura do vôo;
habilidade do operador para operações não automáticas.
Tipicamente, assumindo que não existam erros grosseiros, as precisões são da seguinte ordem:
na medida de um ponto (manual sobre um detalhe bem definido) – 0,5 pixel (0,3 pixel com uso de zoom);
na medida de um ponto através de correlação de imagem – 0,1-0,4 pixels;
na triangulação automática – 0,3 pixel;
na geração de DTM – 0,6 pixel x relação base/altura de vôo.
Vantagens da Fotogrametria Digital
Uma série de vantagens deve ser considerada na aquisição de um sistema desse tipo. São elas:
acesso ao conteúdo radiométrico da imagem (por exemplo, para melhoria da qualidade da imagem);
torna-se desnecessário calibrações periódicas – tudo é computador!;
barateamento do custo de manutenção do sistema;
fim da necessidade de repetição da orientação interior;
substituição instantânea dos modelos durante as operações de restituição;
inexistência de paralaxe entre a imagem e a marca flutuante;
sobreposição dos vetores restituídos sobre a imagem estereoscópica;
uso de blocos de imagens ao invés de simples modelos;
possibilidade de processamento em modo batch;
atualizações constantes e facilitadas – tudo é software!;
menor custo/benefício;
redução da fadiga do operador;
ganho de tempo (o operador fica livre para outras tarefas);
aumento de produção;
Desvantagens da Fotogrametria Digital
Logicamente a Fotogrametria Digital possui também algumas desvantagens que devem ser citadas. São elas:
custo de um sistema completo relativamente alto, devido ao preço do scanner;
exigência de sistemas computacionais de alta qualidade e capacidade de armazenamento de dados;
em alguns casos, ocorrência de resistência por parte dos operadores mais conservadores;
necessidade de conhecimento de informática para operar o sistema;
qualidade de imagem inferior à de um sistema convencional;
automação ainda limitada.
O que é a Fotogrametria Digital?
A idéia fundamental é realizar operações da fotogrametria tradicional tendo como base imagens em formato digital. Enquanto o método convencional usa imagens em filme (positivas ou negativas) a Fotogrametria Digital utiliza imagens armazenadas em computador na forma de pixels. Operacionalmente, pode ser comparada à Fotogrametria Analítica – a principal diferença é o número de recursos, já que o modelo digital permite realizar uma série de funções impossíveis na Fotogrametria Analítica. Eis alguns exemplos: processamento de imagens, triangulação aérea automática, geração automática de modelos digitais de terrenos, geração automática de ortofotos digitais, produção de mosaicos ou ortofotomapas, vistas em perspectivas da imagem e sensoriamento remoto. A figura a seguir mostra um exemplo da composição de um Sistema Fotogramétrico Digital atual.
Para os processos de fotogrametria digital podem ser usadas imagens geradas diretamente a partir de câmara digital CCD ou de uma câmara de vídeo e imagens de satélite Landsat ou SPOT. Atualmente, porém, usa-se como fonte primária fotografias em filme digitalizadas em scanner. Isso significa que foi adicionado mais um componente ao sistema fotogramétrico: o scanner, que até então era desnecessário. Através do scanneamento a imagem é digitalizada e armazenada em meio magnético.
A tabela abaixo mostra a capacidade de armazenamento necessária.
Para uma imagem digitalizada a 25 µm, têm-se as seguintes exigências de armazenamento:
É importante salientar que a qualidade do scanner é um ponto decisivo nos resultados da Fotogrametria Digital. Para que o trabalho seja de boa qualidade é necessário que as imagens sejam digitalizadas em scanners que, além de alcançar as resoluções indicadas acima, tenham precisão radiométrica e mecânica. Não se deve imaginar, portanto, que um simples scanner de mesa possa ser usado para esse propósito.
Para visualização estereoscópica, os sistemas disponíveis no mercado usam 2 tipos de recursos: a imagem polarizada e o sistema LCD ativo (ou CristalEyes). O sistema com imagens polarizadas é mais confortável porque exige apenas o uso de lentes polarizadas para criar o efeito de estereoscopia. O sistema CristalEyes, além de mais pesado, cria desconforto quando o operador olha para o monitor mono ou quando interrompe o sinal emitido pelo controle central do sistema de visualização. Alguns equipamentos permitem também que sejam usados sistemas com visualização em split screen (tela dividida), através do uso de estereoscópio de espelho ajustado à tela do computador.
Para movimentação da marca flutuante, usa-se mouse convencional para movimentos em X, Y e um trackball para o movimento em Z – ou um aparelho especial denominado mouse 3D, que permite realizar os três movimentos com um único acessório, permitindo também a configuração das teclas para macros. Alguns sistemas permitem também acoplar ao equipamento um jogo de manivelas e pedal em disco, semelhantes aos antigos sistemas analógicos.
Produtos no Mercado Internacional
Nos últimos anos, uma série de equipamentos digitais está sendo comercializada no mundo todo. Muitos, certamente, não sobreviverão às necessidades de atualização e aperfeiçoamento constantes e abandonarão o mercado, enquanto outros surgirão. É fundamental, portanto, escolher um sistema tradicional e bem aceito pelo mercado. No momento, entre os sistemas em destaque, cito os seguintes:
Estações Fotogramétricas de Alto Rendimento (UNIX e Windows NT):
Intergraph ImageStation Z, Zeiss PHODIS, Vision International SoftPlotter, Leica SOCET SET, VirtuoZo, KLT ATLAS-DSP, ISM DiAP e DAT/EM.
Estações Fotogramétricas Funcionais (todas Windows):
Leica DVP, R-Wel DMS, VTA.
Irineu da Silva é engenheiro civil com PHD em fotogrametria pela Escola Politécnica Federal de Lausanne, Professor Doutor da Escola de Engenharia de São Carlos (ESC-USP) e gerente técnico da Leica Geosystems do Brasil. Email: leicabr@ibm.net
