Fotogrametria | Ciência Aplicada à Fotografia
Fotogrametria é a técnica ou ciência aplicada que se propõe definir a forma, determinar as dimensões e fixar a posição dos objetos contidos numa fotografia, por meio de medidas efetuadas sobre esta. Na base da fotogrametria encontram-se as técnicas fotográficas. Tão logo Joseph-Nicéphore Niepce e Louis-Jacques Mandé Daguerre divulgaram os princípios da reprodução fotográfica, Aimé Laussedat, oficial do corpo de engenheiros do Exército francês, deu início a pesquisas destinadas a demonstrar a aplicação dessa descoberta em levantamentos topográficos. Suas experiências foram bem sucedidas a partir de 1849, quando criou o primeiro aparelho fotogramétrico, que denominou "câmara escura topográfica", e elaborou a técnica da "fotogrametria de interseção".
Graças às modernas técnicas da fotogrametria pode-se cartografar minuciosamente não só a Terra, mas também a Lua e os planetas do sistema solar, com base em fotografias feitas a partir de satélites e sondas interplanetárias.
Evolução técnica
A técnica que se consagrou com o nome de
fotogrametria, embora Laussedat, no início, a denominasse
metrofotografia, evoluiu em três fases bem distintas .
A primeira etapa durou de 1850 a 1900 e caracterizou-se pelos trabalhos esparsos realizados na França por Laussedat e pelos primos Joseph e Henri Vallot, assim como na Alemanha por Albrecht Meydenbauer e Sebastian Finsterwalder, e em outros países. Com o trabalho desses pioneiros, a "fotogrametria de interseção" de Laudessat foi imitada e aperfeiçoada, apesar de sua complexidade, morosidade e risco de serem reconhecidos como dois o mesmo acidente que aparecia nos dois fotogramas de um par.
A segunda fase, de 1901 a 1914, teve início com a significativa
realização de Carl Pulfrich, que pôs em prática a chamada "marca
estereoscópica" ou "marca flutuante", com a qual demonstrou ser possível
medir diferenças de nível e distâncias entre pontos de um modelo óptico
estereoscópico. Começou então nova técnica de produção de mapas baseada
em fotografias, apropriadamente chamada "estereofotogrametria". Em 1908
surgia o primeiro aparelho de traçado contínuo para planimetria e
altimetria, traduzidas por curvas de nível.
Aerofotogrametria
A terceira fase, de 1915 em diante, é a da hegemonia
da aerofotogrametria, em que o advento da aviação ensejou o uso de
aeronaves como plataforma para a instalação de câmeras
aerofotogramétricas, de eixo vertical, que eliminam os ângulos mortos
inevitáveis em fotografias terrestres e realizam grande massa de
estereogramas em tempos mínimos.
A partir dessas novas possibilidades, adotaram-se duas grandes divisões: (1) se as fotografias são tomadas de pontos conhecidos e elevados da superfície da Terra, a fotogrametria que nelas se fundamenta é a "fotogrametria terrestre"; (2) se as fotografias são tomadas a bordo de uma aeronave, integram a "fotografia aérea" ou "aerofotogrametria". Para um ou outro ramo de fotogrametria, o trabalho fotográfico precisa naturalmente revestir-se de características técnicas que garantam a precisão desejada nas medições efetuadas por esses sistemas.
A calibragem meticulosa da distância focal da objetiva da câmera com que as fotografias são feitas é tão imperativa quanto a incorporação, no quadro que limita o formato de cada clichê, de um dispositivo que imprima marcas na fotografia, denominadas "marcas fiduciais". Essas marcas, também devidamente calibradas, permitem não apenas conferir a estabilidade do suporte da superfície fotossensível como, principalmente, estabelecer um sistema cartesiano de coordenadas, mediante o traçado de eixos ortogonais, pelos quais se pode localizar qualquer ponto por meio de pares ordenados.
A aerofotogrametria também permite chegar a valiosas conclusões sobre a disposição de tropas e equipamento militar. Em 1962, as bases de foguetes da União Soviética em Cuba foram denunciadas por fotografias aéreas tiradas por aviões americanos.
Mosaico fotográfico
A impossibilidade de captar por meio de uma única
fotografia uma área a levantar conduz à necessidade de cobri-la com
diversas fotos. Estas, justapostas e cuidadosamente recortadas para
facilitar a correta ligação dos acidentes mais extensos, simulando uma
imagem contínua, constituem - depois de montadas numa superfície plana e
rígida - o que se denomina um "mosaico aerofotográfico não controlado".
Rios, estradas, cercas, renques de árvores, falhas geológicas etc.
podem ser citados entre os acidentes mais extensos que requerem correta
ligação.
Ortofotografia e sensores remotos
Entre os procedimentos incorporados
às técnicas fotogramétricas conta-se a "ortofotografia", que consiste
na transformação diferencial de cada fotografia, eliminando-se todos os
seus erros, inclusive os decorrentes do relevo do terreno, e
produzindo-se nova imagem, mediante um "ortofotoscópio". Essa imagem
recebe a denominação de "ortofotocarta", por ser tão precisa quanto uma
carta planimétrica, da mesma área, qualquer que seja a natureza do
terreno.
Outra dessas técnicas é a "aerotriangulação em bloco", que reduz significativamente o número de pontos a determinar no terreno, para apoio da restituição, que é a operação de transportar para uma folha, em escala uniforme, a representação planimétrica e altimétrica dos dados obtidos por meios estereoscópicos. Pode-se citar também a "automatização da restituição", que elimina a interferência do homem - sempre limitada por sua acuidade estereoscópica - nas operações de orientação absoluta e relativa ou na restituição propriamente dita (traçado da estereominuta), e o "sensoriamento remoto", que enseja a captação de imagens não fotográficas mas produzidas por outras radiações do espectro eletromagnético, como os raios ultravioleta, os raios infravermelhos não fotografáveis, as radiações de radar etc.
Com o uso de sensores remotos especialmente desenvolvidos para cada uma dessas faixas de radiações, amplia-se consideravelmente a gama de imagens obtidas para fins de levantamento. Merecem particular menção os imageadores ativos de radar, que detectam imagens do terreno à luz do dia ou da noite, ainda que se lhes interponha uma cobertura de nuvens. Nesse caso, a "iluminação" do terreno é produzida pelas próprias radiações que o sensor emite e volta a captar, depois de refletidas no terreno, para produzir imagens semelhantes a fotografias, embora capazes de revelar outros aspectos que a fotografia não detecta.
São aplicações de fotogrametria não apenas as cartas topográficas para todos os fins (sistemáticos, cadastrais, para projetos de engenharia etc.), como as bases topográficas das cartas temáticas e especiais. Outras aplicações dizem respeito a campos diversos da atividade humana, como a medicina, a agropecuária, a mineração, o reflorestamento e a construção civil.
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