Fotografias Aéreas Inclinadas
Obtidas com Câmara de Pequeno Formato para Interpretação do Meio Ambiente e
Gestão Territorial com a Aplicação do Sistema de Informações Geográficas Spring.
Oc. Henrique Frasson de Souza Mário1
Prof. Dra. Rosana Maria Rodrigues1
1UNIVALI – CTTMar – Lab. de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto
CEP: 88302-202 Itajaí SC
Resumo: Há muito tempo
as fotografias aéreas obtidas com câmaras de pequeno formato auxiliam na tomada
de decisões, proporcionando uma visão familiar do ambiente estudado.
Entretanto, existem erros nas fotografias que dificultam a realização de
operações métricas sobre as mesmas. Mas com a tecnologia de Sistema de
Informações Geográficas existente é possível minimizar estes erros fazendo-se o
geo-referenciamto das fotografias, a partir de dados cartográficos
pré-existentes. Sendo assim, mostra-se uma aplicação na Região do Saco dos
Limões, na Baía Sul, em Florianópolis, SC, Brasil, demonstrando que estas
fotografias são uma opção altamente interessante e viável econômica e
tecnologicamente para estudos ambientais nas áreas de Gestão Territorial e
Interpretação do ambiente.
Palavras
chaves: Fotografias Aéreas Inclinadas, Gestão Territorial.
Abstract: For
a long time the aerial pictures obtained with cameras of small format aid in decisions
takings, providing a realistic vision of the studied environment. However, mistakes
existing in the pictures, makes dificult the accomplishment of metric
operations on the same ones. But with the technology of Geographic Information
System, it is possible to minimize these mistakes by geo-referencing the
pictures, starting from existent cartographic data. Therefore, an application
of the method is shown in the area of the Saco dos Limões, in the Baía Sul, in
Florianópolis, SC, Brazil, demonstrating that these pictures are highly an interesting
option and economic and technologically viable for environmental studies in the
study area of Territorial Administration and Evironmental Interpretation.
Keywords:
Inclined Aerial pictures, Territorial Administration.
1 Introdução
A extinta FACIMAR
(Faculdade de Ciências do Mar), hoje CTTMar (Centro de Ciências Tecnológicas da
Terra e do Mar) da UNIVALI (Universidade do Vale do Itajaí), encaminhou em
outubro de 1996 uma proposta para Avaliação Pontual Ambiental da Área de
Influência da Via Expressa SC-Sul, Florianópolis, objetivando gerar informações
básicas para um posterior monitoramento. Este estudo gerou um relatório parcial
entregue em 14 de novembro de 1996 e um relatório final entregue em 23 de
dezembro à gerência de obras da SC-Sul, contendo informações técnicas sobre a
situação da área que abrange todo o Saco dos Limões e parte da Reserva
Extrativista Costeira do Pirajubaé.
Figura
1. Fotografia
aérea panorâmica da área de estudo.
Em janeiro de
1997 a FACIMAR iniciou o programa: Monitoramento Ambiental na Área de
Abrangência da Via Expressa SC-Sul, Florianópolis, com proposta metodológica
aprovada pelo Departamento de Registro e Licenciamento do IBAMA, em fevereiro
de 1997. Desde então os estudos de monitoramento vêm sendo realizados pela
UNIVALI, que desenvolveu diversas atividades que resultaram em quatro
relatórios anuais, o primeiro entregue em junho de 1997, o segundo em setembro
de 1998, o terceiro em janeiro de 2000 e o último em fevereiro de 2001.
Os trabalhos de monitoramento são
divididos em Atividades, que são anexadas em cada relatório anual. Estas
atividades são destinadas a atender exigências dos órgãos envolvidos com a
construção da Via Expressa SC-Sul, como a FATMA (Fundação do Meio Ambiente de
Santa Catarina) e a Secretaria de Obras do Estado. Os dados resultantes das
atividades do monitoramento possuem diversas origens, existindo dados químicos,
físicos, geológicos e biológicos, que apresentam distribuições variadas dos
pontos amostrais.
Para cumprir uma das atividades do
monitoramento, foi escrito o projeto Análise Espacial Ambiental da Região de
Abrangência da Via Expressa SC-Sul, Florianópolis, inscrito no Mestrado em
Ciência e Tecnologia Ambiental oferecido pela UNIVALI – CTTMar. Sendo assim,
este trabalho é um resultado preliminar do projeto de Mestrado, do autor desta
publicação. Sendo o objetivo, demonstrar que com um baixo custo operacional e
tecnológico, pode-se obter dados muito interessantes para a gestão territorial,
mesmo com o erro inserido no recobrimento fotográfico com câmara de pequeno
formato.
2 Fotografias Aéreas e Câmaras Fotográficas
As fotografias aéreas obtidas
através de câmaras comuns, em geral apresentam inclinação do eixo ótico,
Segundo Disperatti (1995) “Uma fotografia aérea é dita vertical quando, no
momento de sua tomada, o eixo ótico da câmara fotográfica estava apontado
verticalmente, equivalente à linha do fio do prumo, ou tão próximo dela quanto
possível. Se o eixo ótico coincidir exatamente com a linha, a fotografia é dita
vertical e tem inclinação zero. Praticamente, é muito difícil a obtenção de
fotografias aéreas exatamente verticais. Por isto, sob um ponto de vista
prático, aceita-se como sendo fotografias aéreas verticais as que apresentam um
ângulo de inclinação de até 3 graus. As demais são consideradas inclinadas.”
CARRE (1975 p.166) “comenta que
as fotografias inclinadas são utilizadas com freqüência devido as seguintes
vantagens: facilidade de obtenção; aspecto agradável e familiar da imagem, que
acarreta conseqüentemente um interesse no assunto geométrico temático, etc.;
aumento na superfície do terreno de um mesmo ponto de vista, ou seja, acarreta
maior economia pelo menor número de fotografias.”
As câmaras para se fazer
levantamentos aéreos fotográficos podem ser de dois tipos, câmaras
aerofotogramétricas, que são câmaras especiais para fotografias destinadas
à cartografia e câmaras de pequeno formato que são as câmaras
fotográficas profissionais comuns, existentes no mercado.
O trabalho apresentado por Lima e
Loch (1999) no XIX Congresso Brasileiro de Cartografia (1999), que teve como
temática central “Mapear e Preservar Para o Novo Milênio – Brasil 500” anos,
pretendeu “analisar a utilização das fotografias aéreas obtidas com câmaras
de pequeno formato, desprovidas das características próprias das câmaras
aerofotogramétricas, nos levantamentos destinados ao estudo da ocupação
territorial urbana e rural, tendo em vista a elaboração, ou atualização, da
planta Cadastral. O trabalho resultou em comparações de câmaras, indicando as possíveis
aplicações dessas fotografias e recomendações sobre o uso inadequado das
mesmas.”
As fotografias do recobrimento
aéreo com câmara de pequeno formato podem conter erros devido às oscilações de
altura da aeronave, ou por desnível da câmara no momento da exposição (foto).
Baseado nas comparações de Lima e Loch (op cit), concluiu-se que não há
restrições na utilização destas fotografias para fins de mapeamento temático,
interpretação do meio ambiente e outros, que não necessitem de alta precisão cartográfica.
Contudo, pode-se diminuir consideravelmente o erro cartográfico destas
fotografias com a tecnologia de Sistemas de Informações Geográficas existente.
Fazendo uso de levantamentos cartográficos e/ou fotogramétricos pretéritos é
possível georeferenciar estas fotografias.
3 Metodologia e Resultados
Os trabalhos iniciaram em
laboratório com a digitalização, em Mesa Digitalizadora Digigraf Van Gogh, das
curvas de nível e da hidrografia das cartas V-2-SE-B e V-2-NE-F, de 1979, do
IPUF (Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis), com o programa
Spring. Com a digitalização concluída foi possível, também no programa Spring, georeferenciar
as fotografias aéreas de 1998 obtidas no IPUF e demarcar a área aterrada na
base cartográfica.
Figura
2. Base Cartográfica da área de estudo.
Figura
3. Fotografia aérea de 1998 georeferenciada com o programa Spring.
No dia 10 de abril do ano 2002 foi
realizado um sobrevôo na região do Saco dos Limões na área de abrangência do
Aterro da Via Expressa SC-Sul, com uma aeronave monomotor, CESNAA (PT-BMZ).
Neste dia, foi possível a obtenção de fotografias panorâmicas, com câmara Yashica
simples e fotografias quase perpendiculares (inclinadas), com câmara
profissional Pentax MZ-M (35mm) e filme KodaK asa 400. Para que as fotografias apresentassem o
mínimo de inclinação possível do eixo focal, foi utilizado uma base para a
câmara fotográfica, onde estavam acoplados um nível de pedreiro e um
cronômetro.
Figura
4. Aeronave utilizada.
Figura
5. Fotografia aérea panorâmica da área de estudo.
Figura
6. Base para câmara fotográfica e painel da aeronave.
Para a orientação da aeronave, foi
utilizado um aparelho de GPS (Global Position System), onde estavam marcados os
pontos iniciais e finais das faixas de vôo para o recobrimento aéreo
fotográfico. O vôo foi realizado a 1.400 metros de altura. Três faixas de vôo
foram feitas, resultando em 37 fotografias aéreas coloridas, com a escala de
1:40.000 no filme fotográfico.
Figura
7. Painel da aeronave e GPS utilizado.
Sobre a área alvo, a porta direita
da aeronave, lado do carona, foi aberta e as fotografias foram obtidas com
intervalo de exposição de aproximadamente 4 segundos, o que proporcionou um bom
recobrimento, com sobreposição entre as fotografias variando de 50% a 10%.
Infelizmente a grande dificuldade de se estabilizar o equipamento fotográfico
(base, cronômetro e máquina) fez com que não fossem aquisitadas algumas
fotografias, não obtendo o recobrimento total da área desejada. Mas com o tempo
de 38 minutos de vôo, desde a decolagem até o pouso, o resultado foi
extremamente satisfatório.
Em dois dias as fotografias foram
reveladas e digitalizadas (tornar digital) diretamente do filme e gravadas em
CD. Novamente em laboratório, com a Base Cartográfica de 1979 já vetorizada
digitalmente, juntamente com as fotografias aéreas de 1998, foi feito o georeferenciamento
de duas das fotografias aéreas inclinadas obtidas no sobrevôo de 10 de abril.
Uma demonstra o que acontece no caso do georeferenciamento apresentar um erro
muito grande. Outra demonstra que a fotografia foi obtida quase verticalmente
ao solo e que o georeferenciamento da fotografia apresentou pouco erro no
ajuste da foto à base cartográfica.
Figura
8. Fotografia aérea inclinada georeferenciada no programa Spring, demonstrando
um georeferenciamento com bastante erro, que não pode ser considerado para o
estudo.
Figura
9. Fotografia aérea inclinada georeferenciada no programa Spring.
A fotografia com menor inclinação
foi classificada com o algoritmo MAXVER (Máxima Verossimilhança) do programa
Spring, obtendo uma imagem temática de Uso e Ocupação da Terra.
Figura
10. Imagem temática de uso e ocupação da terra, extraída da fotografia
aérea inclinada.
5 Conclusões
Os resultados apresentados mostram
que as fotografias aéreas inclinadas, obtidas através de câmaras de pequeno
formato, constituem uma ferramenta prática e barata para reconhecimento do meio
ambiente, quando houver a disponibilidade de um material cartográfico
pré-existente adequado. Neste caso, as fotografias mostraram-se eficazes também
no mapeamento temático da área de estudo. Sendo assim, estas fotografias podem
auxiliar em tomadas de decisão, pois permitem a visualização, caracterização e
monitoramento de áreas pesquisadas. Estas fotografias são uma opção altamente
interessante e viável econômica e tecnologicamente para estudos ambientais nas
áreas de Gestão Territorial e Interpretação do ambiente.
Além disto, a utilização destas
fotografias manipuladas com um SIG (Sistema de Informações Geográficas) como o
Spring, que é inteiramente gratuito, abrem as possibilidades de análise do
ambiente, podendo-se sobrepor informações, mapear classes temáticas, comparar
fotografias de diferentes períodos, trabalhar com fotografias de diferentes
escalas e muitas outras utilidades, que proporcionam uma ampla análise espacial
do ambiente estudado.
Figura
11. Diagrama mostrando a seqüência que as informações espaciais podem ser
tratadas para o apoio a decisão, utilizando-se fotografias aéreas.
7 Bibliografia
Aerofoto Cruzeiro S.A... Cartas
planialtimétricas V-2-SE-B e V-2-NE-F, de 1979, ESCALA 1:10.000. Instituto
de Planejamento Urbano de Florianópolis – IPUF. 1979.
Carre, f.. Exploitacion
de las fotografias aéreas. Madrid : Paraninfo, 1975. 258 p.(in: Disperati, A.A.,
1999)
Lima, O.P. e Loch, C., O Uso
de Câmaras Fotográficas de Pequeno Formato nos Levantamentos Cartográficos
Destinados ao Cadastro Técnico Multifinalitário. XIX Congresso Brasileiro
de Cartografia. Disco Laser. Recife/Olinda, PE. 1999.
Disperati, A.A.. Fotografias
Aéreas Inclinadas. Editora da UFPR, Curitiba, Paraná. 113p. 1995.
Camara G., Souza R.C.M.,
Freitas U.M., Garrido J. Computers & Graphics. SPRING: Integrating remote sensing and GIS by
object-oriented data modelling. 20: (3) 395-403, May-Jun 1996.
Univali - CTTMar. Monitoramento
Ambiental da Área de Abrangência da Via Expressa SC-Sul, Florianópolis. Centro
de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar (CTTMar), Universidade do Vale do
Itajaí, (UNIVALI), Secretaria de Estado dos Transportes e Obras, Departamento
de Estradas de Rodagem e Superintendência da Via Expressa SC-Sul. Junho de
1997, Setembro de 1998, Janeiro de 2000, Fevereiro de 2001.
