A aerotriangulação em fotogrametria

A aerotriangulação, também conhecida como triangulação aérea, representa o processo para determinar a posição e orientação corretas de cada imagem, em uma série de imagens aéreas, resultando em um mapa.

Com a aerotriangulação, podemos calcular coordenadas tridimensionais para elementos dos objetos em uma área.

Precisamos de pelo menos alguns pontos com posição conhecida (pontos de controle em solo), que sejam visíveis em pelo menos algumas das fotografias.

Se quiser saber mais sobre os pontos de controle em solo acesse nosso outro artigo: O que são os pontos de controle em solo

O principal objetivo da aerotriangulação é produzir pontos suficientes nos modelos fotogramétricos para garantir que cada modelo possa ser orientado com precisão conforme necessário para a compilação estéreo, seja na geração e aprimoramento de MDT, MDS, ortofoto, ou ainda, na extração de recursos 3D.

Definição de aerotriangulação

Antes de mais nada, a triangulação é o processo matemático usado para determinar a localização de um ponto baseado nas leis da trigonometria. Essas leis afirmam que se um lado e dois ângulos de um triângulo são conhecidos, os outros dois lados e ângulo desse triângulo pode ser calculado.

Nesse sentido, a triangulação aérea utiliza o método para estender o controle horizontal e vertical de relativamente poucos pontos de controle em solo para cada ponto desconhecido.

Os pontos de controle suplementares são chamados de pontos de amarração e são usados para controlar o mapeamento fotogramétrico subsequente.

Usando imagens estéreo, que são imagens com sobreposição entre elas, torna-se possível derivar informações de altura do que é basicamente uma fonte 2D.

Cada modelo estéreo é dimensionado e nivelado usando os valores de coordenadas ajustados dos pontos de passagem localizados no modelo estéreo.

Além disso, a aerotriangulação é o princípio por trás do GPS, que processa sinais de rádio enviados de satélites diferentes, para determinar as coordenadas.

Coleta de dados

A aerotriangulação é uma forma de transformar dados em informação. Ela transforma grandes conjuntos de imagens aéreas em um contexto espacial, dando vida ao terreno que representam em 3D.

Ao utilizar um conjunto de pontos de controle terrestre fixos que não mudam de posição durante o processo de captura da imagem, é possível deduzir a localização de basicamente todos os valores de ponto daquela superfície, que são armazenados nos metadados da imagem contendo altura, latitude e longitude.

A fim de alcançar com sucesso o plano de voo, você precisa garantir que haverá sobreposição suficiente de imagens adjacentes.

Normalmente, uma volta de 60-80% para frente e 30-60% de volta lateral é necessária para garantir que dados suficientes sejam coletados para gerar um modelo adequadamente preciso.

Etapas da Aerotriangulação

Existem basicamente três etapas de triangulação aérea:

Preparação fazendo a identificação do ponto de controle em solo, numeração dos pontos, imagens e faixas, bem como, os detalhes do voo, como foto coordenada, calibração da câmera e imagens digitalizadas;
orientação interior é importante para relacionar a imagem aérea com o objeto no solo que costumava determinar a medição das marcas fiduciais das câmeras;
Em seguida, é feita a orientação relativa, seguida de ajuste de bloco onde inclui algoritmo para determinação de erros e propagação de erros.

Tipos de aerotriangulação

Essencialmente, existem dois tipos de triangulação aérea:

Radial – as medições são feitas no plano da própria fotografia, sem considerar a terceira dimensão, dando origem apenas a controles planimétricos, ou seja, pontos de controle menores, como pares de coordenadas X e Y;
Espacial – o estereomodelo tridimensional é reconstruído, geralmente em um instrumento analógico ou por computação, usando uma abordagem analítica, capaz de fornecer tanto controles de altura quanto planimétricos, ou seja, coordenadas X, Y e Z de um ponto.

Aerotriangulação Radial

Esse método se baseia na chamada suposição de linha radial, que afirma que os ângulos medidos a partir do ponto principal em uma fotografia aérea, são iguais aos ângulos no terreno correspondentes ao ponto principal.

Contudo, isso de fato não é verdade, pois os deslocamentos em uma fotografia aérea, tirada com o eixo da câmera inclinada são radiais a partir do isocentro, enquanto os causados pelo relevo são radiais a partir do ponto nadir. Nadir é o ponto mais baixo, lugar onde ocorre maior depressão.

Nesse sentido, isso gera alguns erros sistemáticos nas direções das fotos, em função das inclinações do terreno e do grau de variação do relevo no terreno.

Aerotriangulação espacial

Esse método é mais complexo que o radial, pois a terceira dimensão está envolvida. O procedimento analógico requer o uso de um instrumento estereofotogramétrico um pouco mais sofisticado, equipado com uma série de projetores, pelos quais os estereomodelos podem ser configurados um após o outro, para que os modelos individuais sejam conectados entre si.

A configuração do primeiro modelo requer orientação relativa e absoluta. Assim, o princípio é a transferência dos elementos de orientação do primeiro modelo para os modelos seguintes.

Os procedimentos envolvidos variam de um tipo de máquina para o outro. O método Aero Poligonal é geralmente para máquinas de restituição Multiplex e universais, enquanto o método de Modelo Independente é utilizado para plotters de precisão ou topográficos.

Basicamente, o resultado da aerotriangulação espacial é uma lista de coordenadas de pontos de interesse, no sistema de coordenadas do primeiro modelo.

Discrepâncias podem ocorrer entre modelos sucessivos, nesse sentido, um ajuste estatístico deve ser feito para eliminar esses problemas.

A precisão da aerotriangulação, realizados em plotter topográfico é de cerca de 0,2mm na escala do modelo após o ajuste

Enfim, também é possível um método analítico de triangulação aérea espacial, envolvendo o uso do digitalizador e do computador, agilizando consideravelmente o processo.

O serviço de aerotriangulação da Base

A aerotriangulação valida as informações das imagens aéreas e diminuindo sensivelmente a margem de erro dos dados finais.

O processo de aerotriangulação realizado pela Base, engloba o escaneamento do filme e o tratamento radiométrico das imagens. Logo após, realizamos o planejamento dos blocos, a leitura das imagens, o ajuste das leituras e o controle de qualidade.