Fotogrametria Digital com Drones

Docente: Gil Gonçalves

Objectivos:

Nesta disciplina serão principalmente estudados os princípios em que se baseiam os sistemas fotogramétricos digitais e os sistemas de varrimento laser aéreos e terrestres. Pretende-se, ainda, que os alunos saibam aplicar estes sistemas na extracção automática e semi-automática de informação geo-espacial, a partir de uma ou várias imagens obtidas por sensores colocados no espaço (aeronaves e satélites) ou no solo. É também abordado o problema da geração de modelos digitais de superfície e de terreno a partir da correlação de imagens e a utilização destes modelos na correcção geométrica de imagens de satélite. Por último, é feita uma abordagem aos métodos e técnicas da fotogrametria terrestre e de curta distância.

Conteúdos programáticos:

    1. Conceitos elementares de fotogrametria aérea e terrestre
        1.1. Projecção perspectiva
        1.2. Escala e cobertura
        1.3. Sistemas de coordenadas: imagem, modelo e objecto
        1.4. Deslocamento devido ao relevo
        1.5. Paralaxe estereoscópica
        1.6. Linhas e planos epipolares
    2. Câmaras digitais
        2.1. Conceitos básicos de fotografia digital
        2.2. Princípios de funcionamento dos sensores CCD e CMOS
        2.3. Calibração
    3. Métodos analíticos clássicos de orientação de imagens
        3.1. Orientação interna
        3.2. Orientação externa
        3.3. Orientação relativa e orientação absoluta
        3.4. Ajustamento de um bloco de imagens por feixes perspectivos
    4. Geração automática de Modelos Digitais de Superfície e de Terreno
        4.1. Normalização dum par estereo de imagens em geometria epipolar
        4.2. Correlação automática de imagens em geometria epipolar
        4.3. Correlação densa de pares estereoscópicos de imagens
        4.4. Filtragem do Modelo Digital de Superfície
    5. Ortofotografia digital
        5.1. Rectificação polinomial (georeferenciação)
        5.2. Rectificação diferencial (ortorectificação)
        5.3. Ortofotos verdadeiros
    6. Fotogrametria digital com drones
        6.1. Introdução
        6.2. Sistemas aéreos não tripulados (UAS)
        6.3. Planeamento de voo
        6.4. Calibração da câmara e ajustamento do bloco de imagens
        6.5. Reconstrução da superfície
        6.6. Produção do orto-mosaico

Exercícios práticos e laboratoriais:

Lab1: Equações projectivas

Lab2: Orientação externa duma imagem vertical

Lab3: Fotogrametria com drones: hardware, software e workflow

Lab4: Planeamento e execução dum projecto de Fotogrametria com drones

Referências:

Atkinson, K.B. (2001). Close range photogrammetry and machine vision. Whittles. ISBN : 9781870325738. URL: http://books.google.pt/books?id=P0lbPwAACAAJ.
Luhmann, T. et al. (2007). Close range photogrammetry: principles, techniques and applications. Whittles. ISBN : 9780470106334. URL : http://books.google.pt/books?id=oclpAAAACAAJ.
Mikhail, E.M., J.S. Bethel e J.C. McGlone (2001). Introduction to modern photogrammetry. vol. 1. Wiley. ISBN : 9780471309246.
Remondino, F., Spera, M.G., Nocerino, E., Menna, F., Nex, F., 2014. State of the art in high density image matching. Photogramm. Rec. 29. doi:10.1111/phor.12063
Smith, M.W., Carrivick, J.L., Quincey, D.J., 2015. Structure from motion photogrammetry in physical geography. Prog. Phys. Geogr. 40, 247–275. doi:10.1177/0309133315615805