Realizar um levantamento fotogramétrico em 5 etapas

O levantamento fotogramétrico permite coletar dados espaciais e métricos de um objeto através da aquisição de imagens. Saiba como fazer

Em topografia, cartografia e arquitetura, a aquisição da realidade envolvente é um processo muito importante, sujeito à evolução contínua da tecnologia.

A fotogrametria é uma técnica que ofereceu a todos os profissionais de AEC uma infinidade de novas possibilidades. Esta técnica, de facto, permite realizar levantamentos de uma forma muito mais rápida e precisa e obter uma representação 3D extremamente precisa do edifício, denominada nuvem.

Se você está entrando no mundo do levantamento fotogramétrico, sugerimos que experimente um software para modelagem BIM a partir da nuvem de pontos com o qual você pode transformar, em poucos passos simples, a nuvem de pontos obtida do levantamento em um modelo BIM.

Vamos descobrir agora, todas as peculiaridades de um levantamento fotogramétrico .

O que é um levantamento fotogramétrico?

O levantamento fotogramétrico é o processo pelo qual se detecta um objeto, um edifício ou o meio envolvente, para obter um modelo tridimensional útil para determinar a forma e extrair medidas, mas sobretudo para a geração de um modelo BIM.

A fotogrametria nasceu como uma técnica que permite adquirir as características métricas de um objeto através da aquisição e processamento de imagens fotográficas. As primeiras aplicações foram feitas com molduras estereoscópicas, ou seja, a partir de dois quadros distintos que fotografam o mesmo objeto.

A evolução dessas técnicas levou às técnicas SfM (Structure From Motion) que permite obter uma nuvem de pontos tridimensional a partir de várias fotos tiradas de acordo com critérios específicos.

Desenvolvimento técnico de fotogrametria

A fotogrametria é classificada de acordo com o tipo de captura e o tipo de processamento.

Com base no tipo de levantamento, temos:

• fotogrametria terrestre: as filmagens são feitas a partir do solo, a distâncias muitas vezes inferiores a 200 m, como no caso de levantamentos de edifícios;
• fotogrametria aérea: a filmagem ocorre do céu, muitas vezes através de um drone.

Com base no tipo de processamento temos:

• fotogrametria analógica: os objetos detectados são reconstruídos com o auxílio de dispositivos físicos, como hastes metálicas, necessárias para reproduzir o inverso do fenômeno de preensão;
• fotogrametria analítica: os objetos detectados são reconstruídos usando ferramentas de cálculo, as medições feitas diretamente nos quadros são processadas numericamente.

Nuvens de pontos, mapas topográficos, fotografias processadas

Os dados recolhidos pelo levantamento fotogramétrico permitem obter os seguintes resultados:

• Nuvens de pontos (inglês: Pointcloud), um conjunto de pontos identificados através de sua posição em um sistema de coordenadas XYZ.
• Mapas topográficos, ou seja, uma representação extremamente detalhada de um território.
• Fotografias processadas como imagens endireitadas ou ortofotoplanos.

Como é feito um levantamento fotogramétrico?

Para fazer um levantamento fotogramétrico você precisa de uma câmera digital se é uma fotogrametria terrestre ou uma drone se em vez disso for aéreo.

Se você deseja detectar um objeto ou um edifício com uma câmera, é importante estudar bem o objeto a ser detectado:

• se você estiver lidando com um objeto pequeno, como uma estátua por exemplo, é aconselhável tirar uma série de fotos girando em torno dele, mudando gradualmente o ângulo e o ponto de vista;
• se for uma elevação, é necessário manter-se sempre ortogonal ao piso seguindo a forma de “S”.

Levantamento fotogramétrico de um prospecto

A fotogrametria com drone é muito útil porque, graças à possibilidade de fotografar um edifício de cima, permite obter vários detalhes de cada parte de um edifício:

• planos de telhado detalhados e dimensionados;
• elevações de altíssima resolução com informações claras e precisas;
• modelos tridimensionais que enquadram o edifício ao seu redor.

Fotogrametria aérea obtida a partir de levantamento de drones

5 etapas para gerar o modelo 3D a partir do levantamento

Para obter um modelo 3D a partir de um levantamento fotogramétrico é importante seguir 5 simples etapas:

1. Avaliar o tipo de objeto em questão e tirar as fotos: se for um detalhe arquitetônico é necessário definir o “caminho” a seguir com a câmera; se for uma obra ou paisagem de maior dimensão a ser levantada por drone, é importante planear um plano de voo, que o piloto terá de realizar durante a fase de levantamento.
2. Importar as fotos em um software e extrair os dados: as fotos são automaticamente endireitadas e alinhadas no espaço. São assim extraídos os chamados keypoints, pontos-chave que são necessários para realizar a correspondência de imagens, ou seja, para combinar as fotos entre si e para o posterior processamento da nuvem de pontos.
3. Criar a nuvem de pontos: a partir dos keypoints é possível gerar uma primeira nuvem de pontos “esparsos”, que podem então ser densificados.
4. Gerar a mesh: a nuvem de pontos é transformada em uma mesh, uma superfície contínua formada por polígonos cujos vértices são os pontos característicos da própria nuvem de pontos.
5. Gerar a textura: é possível devolver as cores à mesh gerada anteriormente aplicando as imagens obtidas pelo levantamento aos polígonos da mesh (Texture Mapping) ou transferindo a cor da nuvem de pontos à mesh (Colour Per Vertex).

A nuvem de pontos pode ser transformada em modelo BIM através do uso de um software BIM para modelagem do modelo a partir da nuvem levantada. Você pode testar a versão de teste de um software BIM para modelagem do modelo a partir da nuvem de pontos, é uma ferramenta realmente poderosa que permite reconhecer automaticamente os diferentes elementos presentes no modelo e minimizar a possibilidade de erros.

Quais são as vantagens de um levantamento fotogramétrico?

Fazer um levantamento fotogramétrico envolve inúmeros benefícios comparado a um relevo tradicional; em particular, há uma série de vantagens, tais como:

• aquisição de dados de forma mais rápida e precisa, detectando edifícios inteiros na metade do tempo;
• comparação rápida entre os diferentes dados;
• possibilidade de explorar a nuvem a qualquer momento a partir de qualquer dispositivo digital através de um visualizador de nuvem de pontos ;
• visualização tridimensional da própria pesquisa;
• isolamento de porções de pontos adquiridos para análise e pesquisa;
• maior precisão dos dados coletados;
• possibilidade de criar um modelo BIM de forma fácil.