Aula 10 Fotogrametria

8/18/2019 Aula 10 Fotogrametria

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Aerofotogrametria no contextodo processo cartográfico

Profa. Ligia F. A. Batista

Cartografia


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Introdução

● Fases do processo cartográfico:– concepção

– produção

– interpretação ou utilização● apeamento topográfico: aplicação da

fotogrametria

●

Fotogrametria: ci!ncia "ue permite executarmediç#es precisas utilizando de fotografiasm$tricas


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Aerofotogrametria

● %em por finalidade determinar a forma&dimens#es e posição dos o'(etos contidosnuma fotografia& atra)$s de medidas

efetuadas so're a mesma● *m +,-+& o alemão Pulfric& introduziu na

Fotogrametria o camado /ndice m0)el oumarca estereosc0pica.

● *ntão& não s0 foi poss/)el o'ser)ar o rele)o&como medir as )ariaç#es de n/)el do terreno


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Aerofotogrametria

● Ad)ento da a)iação: c1maras especiaispara a fotografia a$rea

● Fotografias a$reas: aerofotogrametria.● Aerofotogrametria: a ci!ncia da ela'oração

de cartas mediante fotografias a$reastomadas com c1mara aerotransportadas2eixo 0tico posicionado na )ertical3&utilizando4se aparelos e m$todosestereosc0picos.


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56o fotogram$trico

● *xige completo plane(amento da operação● Condiç#es naturais da região:

– Local a ser fotografado

– 7rea a fotografar

– 8imens#es da área

– 9ele)o

– 9egime de )entos

– Altitude m$dia do terreno

– 5ariação de altura do terreno

– !s para execução do )6o

– ; de dias fa)orá)eis ao )6o


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56o fotogram$trico

● Condiç#es t$cnicas2plano de )6o3:

– Altura de )6o

– Altitude de )6o– *scala das

fotografias

– =uperposição

longitudinal– =uperposição

lateral

– C1mara a$rea

– %ipo e "uantidade defilme empregado

– 9umo das faixas– ; de faixas e n; de fotos– 5elocidade máxima

2arrastamento3– %empo de exposição

ideal– Inter)alo de exposição– 8ist1ncia entre faixas– Base das fotos


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5elocidade2sutter

speed3


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>aterfall

? =econd*xposure

2=utter=peed3


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5elocidadecontrola luz e

mo)imento


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Arrastamento

TOMMASELLI,


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Aerofotogrametria

● As fotografias a$reas de)em ser tomadassempre com:

– ele)ação do sol superior a @-;&

– em dias claros&– condiç#es climáticas "ue permitam fazer4se

negativos fotográficos claros e 'emdefinidos& isto $& 'em contrastados


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Classificação das imagens

● a3 uanto estação de tomada das fotos– + Fotografias a$reas: =ão tomadas a partir

de aerona)es

– Fotografias ou imagens or'itais: =ãotomadas em plataformas a n/)el or'ital

– @ Fotografias terrestres: =ão tomadas apartir de estaç#es so're o solo. Dtilizadas

para recuperação de o'ras ar"uitet6nicase le)antamento de feiç#es particulares doterreno& como pedreiras& encostas& etc


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●

'3 uanto orientação do eixo dac1maraEsensor– + Fotografia a$rea ou imagem )ertical: *ixo

principal perpendicular ao solo. a práticaaceita4se )ariaç#es de at$ @

– Fotografia a$rea ou imagem o'l/"ua: *ixoprincipal inclinado. =eu uso restringe4se maisa fotointerpretação e a estudos em áreasur'anas.

– @ Fotografia terrestre orizontal: *ixo principalorizontal.

–

G Fotografia terrestre o'l/"ua: *ixo principalinclinado.


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Hrientação do eixo dac1maraEsensor


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*xemplo de 'aixa o'l/"ua


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● c3 uanto caracter/stica do filmeEsensor– + Imagens pancromáticas: =ão as de uso mais

difundido& prestando4se tanto paramapeamento "uanto para fotointerpretação.

– Imagens infra)ermelas: Indicadas paramapeamento em áreas co'ertas por densa)egetação& ressaltando as águas e& de)ido aisso& diferenciando áreas secas e midas

– @ Imagens coloridas ou multiespectrais: Al$m dacartografia se aplica a estudos de uso da terra&estudos so're recursos naturais& meioam'iente& etc.


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Pancromática

CBERS-HRC

Resoluçãoespacial de2,7m


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Infra)ermelo


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Composição com infra)ermelo


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● Fotointerpretação: Análise de imagensfotográficas para identificar e classificar os

elementos naturais e artificiais e determinaro seu significado

●

*xistem diferentes tipos de imagem& sendoa fotografia a$rea apenas um dos )áriostipos resultantes do sensoriamento remoto&o "ual inclui tam'$m:

– imagem de radar 2microondas3

– imagens or'itais 2pancromáticas& coloridas&termais e infra)ermelas3


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*spectro eletromagn$tico


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C1maras fotogram$tricas

● C1mara terrestre& estacionária durante aexposição& não necessita de grande)elocidade na tomada da fotografia. ãoprecisa de um sistema o'turador muitosofisticado.

● C1mara a$rea& ao contrário& se deslocadurante a exposição& necessitando de

o'(eti)as ade"uadas& o'turadores de alta)elocidade& reduzindo a um m/nimo o tempode exposição& sem pre(udicar a "ualidade daimagem.


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*xemplos de c1maras

● odernas c1maras digitais fotogram$tricas

Fonte: TOMMASELLI


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● Classifica4se ainda as c1maras a$reas deacordo com o 1ngulo "ue define a co'erturaproporcionada pela c1mara:

–

Jngulo normal: at$ K?; 4 Para a'ranger umaárea a uma determinada altura de )6o.

– rande angular: de K?; at$ +--; 4 A alturade )6o será menor& com menor dist1ncia

focal 2f3.– =uper grande angular: maior "ue +--; 4 A

altura de )6o e a dist1ncia focal serãoainda menores.


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● %am'$m são classificadas pela dist1nciafocal da o'(eti)a:

– Curta: at$ +?- mm

– ormal: de +?- a @-- mm– Longa: acima de @-- mm


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*scala fotogram$trica

● A escala fotográfica $ definida como sendoa relação entre um comprimento de umalina na fotografia e a sua correspondenteno terreno.

eometria 'ásica de ma


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eometria 'ásica de umafotografia áerea

H

eometria 'ásica de uma


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eometria 'ásica de umafotografia áerea

● 9aios de luz refletidos do terreno passampelo eixo 0tico da lente

● H eixo 0tico e o plano do negati)o são

perpendiculares& assim como o eixo 0tico eo plano do terreno● 8esta forma& o ponto principal da fotografia

e o ponto nadir representam o mesmo ponto● Hs tri1ngulos HA e noa são semelantes&

assim& pode4se calcular a escala dafotografia usando essa semelança de

tri1ngulos


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*scala da foto

● A escala mant$m a seguinte relação com ostri1ngulos semelantes:

● Hnde:● A M dist1ncia real● an M dist1ncia na fotografia● H M altura de )6o M N●

no M dist1ncia focal M f


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*scala da foto

● Assim& a escala da fotografia pode serdeterminada conecendo4se a dist1nciafocal e a altura de )6o.

● Hu ainda atra)$s de uma dist1ncia na

fotografia entre dois pontos a e ' "uais"uere a sua respecti)a medida no terreno 2ex.:comprimento de uma )ia& de um campo defute'ol3

Z


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*scala da foto

● Para eliminar efeitos de oscilação daaerona)e no momento da exposição& faz4seuma m$dia de )ários pontos de )erificaçãoda escala

● N constante e f maior: imagens maiores● f constante e N maior: imagens menores● f e N desconecidos: consultar informaç#es

das 'ordas da foto& relat0rio de )6o ou

resumo da missão

Z


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*scala da foto

● 8iferentes escalas em fotografias ad"uiridasem rele)o acidentado 2usa4se ele)açãoacima do n/)el do mar m$dia3

E = f

H −hmédio


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9etomando...

●

A fotogrametria digital tem como o'(eti)oprincipal a reconstrução automática doespaço tridimensional 2espaço4o'(eto3& apartir de imagens 'idimensionais 2espaço4imagem3.


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Co'ertura fotográfica

●

O a representação do terreno atra)$s defotografias a$reas

● superposição longitudinal de cerca de -

●

superposição lateral de @- entre as faixasad(acentes

● Alguns pontos são fotografados )árias

)ezes a fim de e)itar a ocorr!ncia deQ'uracosQ 2área sem fotografar3 naco'ertura. *stes podem ocorrerprincipalmente de)ido s oscilaç#es da

altura de )6o e da ação do )ento

Co'ertura


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Co'erturafotográfica

Recobrimentolongitudinal (!"#

Recobrimentolateral ($!"#


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Co'ertura

%erspecti&a de ' ai)as de &*o

+ltiplas linas de&*oormam um blocootogr.ico

/as e)tremidades,a0-se 2 ai)as amais para e&itar

poss1&eis perdasde inormação

Em uma mesmaai)a, a0-se umaai)a a mais


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Co'ertura

*feitos da

com deri&aE/34lina de &*o


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*feitos daderi)a

e des)io

a&ião&oando in-corretamente

plane5ada

com des&io

c6mera comorientaçãoincorreta

correto

J l d i d


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41

Jngulos de atitude

(34++SE889#

J l d tit d


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Jngulos de atitude

(34++SE889#

* / i


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*xerc/cios

●

*m um reco'rimento a$reo& a uma altura de)6o igual a .--- m& utilizando4se umac1mara com dist1ncia focal de +-- mm& "ualserá a escala da fotografiaR

● =e em uma foto a largura da )ia& de umamargem a outra& $ de +K&-,,Sm e nafotografia esta )ia aparece com largura de

-&SK- cm& "ual $ a escala da fotografiaR

* / i


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*xerc/cios

●

8ados:● escala das fotos:

+:@-.---

● formato das fotos: @cm

x @cm● reco'rimento lateral:

@-

● reco'rimentolongitudinal: -

● lina de )6o: sentidoleste4oeste

●

Pede4se:● +3 nmero de faixas de

)6o

● 3 "uantidade total de

fotos "ue co'rem umaárea de -Tm de largurano sentido *4> e @@Tmde comprimento nosentido 4=

fid i i


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arcas fiduciais

●

Ao traçar uma lina entre marcas fiduciaisopostas& localiza4se o ponto principal 2PP3da fotografia

●

PP $ o ponto exato da %erra para onde oeixo 0ptico da c1mera esta)a apontandodurante o mo)imento de exposição

● PP de uma foto em outra ad(acente: PPC

2ponto principal con(ugado3● Lina de PP para PPC: )erdadeira lina de

)6o

arcas


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46

fiduciais

Paralaxe


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Paralaxe

●

8eslocamento aparente de um corpocausado pela mudança do ponto deo'ser)ação

●

O 'ase para )isualização estereosc0pica @8● Dsada para extrair altura de o'(etos e

informaç#es topográficas& como cur)as den/)el por instrumentos estereosc0picos

● Base para criação de mapas topográficos2x&U&z3 e planim$tricos 2x&U3

● Percepção de profundidade: dist1ncia

interpupilar

Paralaxe


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48

Paralaxe

(34++SE889#

Paralaxe


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49

Paralaxe

●


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50

Paralaxe

●

Fotografias com so'reposição apresentamparalaxe estereosc0pica

● $todos de )isualização:

– *stereosc0pios: mant$m lina de )isãoparalelas

– =em estereosc0pios: a - cm da fotografia&fixando a )isão& a mente funde as imagens

– Cruzando a )isão– Wculos anagl/ficos ou polarizados

*stereosc0picos


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*stereosc0picos

Estereosc:pio de bolsoou lentes

Estereosc:piode espelos

*stereoscopia


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*stereoscopia

nagl1icos

http://cartografiaescolar.wordpress.com/anaglifosemgeografia/http://!dphoto.net/world/latin"america/#ra$il/so%theast/#ra$il.html

http://!dphoto.net/

Polarizados

http://cartografiaescolar.wordpress.com/anaglifos-em-geografia/http://3dphoto.net/world/latin_america/brazil/southeast/brazil.htmlhttp://3dphoto.net/http://3dphoto.net/http://3dphoto.net/world/latin_america/brazil/southeast/brazil.htmlhttp://cartografiaescolar.wordpress.com/anaglifos-em-geografia/


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Par est$reo


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Par est$reo

●

ttp:[email protected]● ttp:EEXXX.friost.comEforumsE)t4,+S.tml● +. Colo"ue a imagem no centro da tela e

fi"ue a aproximadamente entre +?Y-cm domonitor. Pode ser a dist1ncia normal& masficando mais perto $ mais fácil at$ pegar amana.

● . Cruze os olos.● @. A(uste o foco e o cruzamento dos olos

at$ "ue as duas imagens se so'reponam

Paralaxe

http://3dphoto.net/http://www.frihost.com/forums/vt-91286.htmlhttp://www.frihost.com/forums/vt-91286.htmlhttp://3dphoto.net/


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Paralaxe

●

A mudança na posição de uma imagem deuma foto para outra& causada pelomo)imento da aerona)e $ camada deparalaxe estereosc0pica& paralaxe em x ou&

simplesmente& paralaxe● %odas as imagens possuem paralaxe● 8ois pontos de mesma altitude possuem a

mesma paralaxe● *stas propriedades das paralaxes permitem

o cálculo de ele)aç#es e mesmo dascoordenadas planim$tricas


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56

Paralaxe

Paralaxe0 i


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esterosc0pica

4b5eto semo&eu de a

para a;

4b5eto B semo&eu de bpara b;

%a < )a = )a;%b < )b = )b;


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Paralaxe


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Paralaxe

●

8eslocamentoaparente de ae para

ad

●

Paralaxe pode ser)isualizada pelafigura& onde o pontoa

d $ transferido para

a imagem daes"uerda

● p M xe 4 x

d

Paralaxe


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Paralaxe

●

f e B conecidos● %ri1ngulos AL

eL

d e

Lea

ea

dZ semelantes

8e 8d

Z A

B =

f

pa Z A=

Bf

pa

Z > in&ersamenteproporcional ? parala)e,@uanto maior a parala)emenor > a altura de &*o

(A84, 2!!7#

8esn/)el entre dois pontos


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es e e e do s po os



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p



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63

p

*xerc/cios


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●

+. Foram medidas as coordenadas de doispontos num aeropar& sendo:

xa[eM ,-&?+ mm xa[d M +?&G- mm

x'[eM ?&@ mm x'[d M 4&GK mm

● 8ados


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●

. =o're um par de aerofotos )erticaistomadas a uma altitude de +--m eseparadas por uma aero'ase de @S-mforam efetuadas as seguintes medidas:

xa[e M ?@&?+ mm xa[d M 4@S. mm

x'[e M SS., mm x'[d M 4K.- mm

Calcular as altitudes de A e B& sa'endo "uea dist1ncia focal da c1mera $ igual a+?&Gmm.

*tapas 2]ensen& --,3


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p

2+3Plane(amento )6o& controle no terreno ecoleta de dados 2)6o3

23%riangulação fotogram$trica

2@3Criação e )isualização de pares est$reosregistrados

2G3*xtração de odelo digital de *le)ação

2?3*xtração de Hrtoimagens23*xtração de atri'utos planim$tricos

A"uisição de pontos de controle


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●

P= ou topografia● P= $ til para determinar posição

orizontal●

Posição )ertical 2ele)ação ou cota z3 doP= refere4se ao elips0ide e não ao ge0ide● 8e)e4se usar um modelo geoidal


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Hrientação Interior


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ç

●

9econstrução da geometria interior dac1mera ou sensor no momento em "ue aimagem foi o'tida

●%onto principal (o#

●ist6ncia ocal (#

●+arcas iduciais

●

4utras distorçes dalente, deinidas emlaborat:rio



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●

Imagens o'tidas se encontram isoladasumas das outras e sal)as meramente comoar"ui)os digitais& sem nenuma informaçãom$trica& isto $& utilizando apenas o sistema

de coordenadas em pixels● Conceitualmente& a orientação interior

consiste apenas em colocar as imagens&uma a uma& em posição semelante "ueexerciam dentro da c1mara& no momentoem "ue foram o'tidas



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●

9econstituir o sistema interno c1mara4imagem correspondente ao momento em"ue as fotografias foram o'tidas.

● ttp:EEXXX.Uoutu'e.comEXatcR)MiAP^8N((feA`feat

Aerotriangulação

http://www.youtube.com/watch?v=iAPXDZjjfeA&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=iAPXDZjjfeA&feature=related


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●

=ão necessários no m/nimo tr!s pontos emcada foto& com coordenadas conecidas&dispostos em forma de tri1ngulo& não podemestar alinados

● 9elacionar coordenadas da imagem ecoordenadas do mundo real

● Ao final& as coordenadas do terreno podem

ser determinadas para "ual"uer pixel● =eu produto permite extrair 8*& ortofotos

e atri'utos temáticos de interesse

Aerotriangulação


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●

Hrientação exterior e Aerotriangulaçãoatri'uem certa )alores de paralaxe a cadapar de pixels do modelo est$reo

● Com isso& tem4se ele)ação em todos ospontos

● *"uaç#es de colinearidade– atriz de rotação e"ui)alente a cada 1ngulo

expressa a transformação necessária pararotacionar um sistema em relação a outrode tal 1ngulo.

– ultiplicando4se todas& pode4se o'ter a

matriz de rota ão 9 ue e ui)ale aos tr!s

*"uaç#es de colinearidade


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R rotaciona um terno decoordenadas do espaço-imagem para o espaço-

objeto

*"uaç#es de colinearidade


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9RE3

in&ersa

Hrtoimagem


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●

eometria de foto não retificada altera4se do feixec6nico de raios para geometria de raios paralelosortogonais ao solo e ao plano da imagem 2ortofoto3

● Ao in)$s de ter um centro de perspecti)a& aperspecti)a de )isualização $ modelada comosendo de uma dist1ncia infinita ao solo


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%ro5eçãoperspecti&a

%ro5eção ortogonal ou ortogr.ica


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Para estudar


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●

oç#es do IB*● ]*=*& ]. =ensoriamento 9emoto do

Am'iente. Cap. ●

*4'ooT● ttp:EEXXX.efoto.eng.uer(.'rE'rEli)ro4de4fotogrametri●
http://www.efoto.eng.uerj.br/br/livro-de-fotogrametriahttp://www.efoto.eng.uerj.br/br/livro-de-fotogrametria

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