Estereoscopia

A estereoscopia é uma técnica que permite visualizar e medir o relevo da superfície terrestre a partir de duas imagens de uma mesma área, obtidas de ângulos diferentes. Essas duas imagens formam o que chamamos de par estereoscópico.

No caso de imagens de satélite, o par estereoscópico é composto por duas cenas registradas durante a mesma passagem do satélite, mas observadas sob perspectivas distintas. Uma das imagens é captada com visada quase vertical (entre 72° e 90°) e pode ser usada também para gerar uma ortoimagem, ou seja, uma imagem corrigida geometricamente para representar a superfície da Terra sem distorções. Enquanto a outra é registrada com visada inclinada oposta, ou seja, o satélite observa a mesma área de um ângulo lateral.

Ao comparar as duas imagens, é possível perceber diferenças de posição dos objetos e, a partir disso, calcular sua altura. Assim, a estereoscopia permite extrair informações altimétricas do relevo, de elementos naturais, como o relevo e a vegetação, e também de estruturas construídas, como edifícios e pontes.

Essa técnica é especialmente útil em regiões onde não existem dados altimétricos confiáveis, pois fornece uma forma precisa e eficiente de obter modelos tridimensionais da superfície terrestre.

Aplicações

A estereoscopia possui ampla aplicação em diversas áreas comerciais e técnicas, como cartografia, telecomunicações, exploração mineral, transportes, meio ambiente, planejamento urbano e engenharia florestal. Nessas áreas, a técnica é usada para gerar Modelos Digitais de Elevação (MDE ou DEM), que representam a forma tridimensional da superfície terrestre.

• No setor aeroportuário e de tráfego aéreo, o uso de imagens estereoscópicas facilita a navegação, o planejamento de rotas e a simulação de cenários em 3D.
• As empresas de telecomunicações utilizam modelos tridimensionais detalhados para análises de visibilidade e alcance de sinal, identificando com precisão as áreas mais adequadas para a instalação de torres de telefonia celular.
• Na geologia, a estereoscopia permite visualizar e medir feições geológicas com maior detalhe, apoiando a prospecção e o mapeamento de recursos minerais.
• Os urbanistas podem empregar a técnica para atualizar informações temáticas em sistemas GIS (Sistemas de Informações Geográficas), produzindo mapas mais precisos e atualizados de forma mais frequente e econômica.
• Na engenharia civil, é possível calcular volumes de corte e aterro com alta precisão, contribuindo para o planejamento e a otimização de custos de obras.
• Já na engenharia florestal, as imagens estereoscópicas de satélite permitem estimar volumes de madeira disponíveis, além de avaliar danos causados por incêndios, desastres naturais ou corte ilegal.

Assim, a estereoscopia se destaca como uma ferramenta versátil e eficiente para gerar informações tridimensionais que apoiam decisões em diversos setores produtivos.

Exemplo de Pares Estereoscopico

• Par espereo 1
• Par espereo 2

Exemplo de Resultados

• Modelo Digital de Superfície (MDS)
• Modelo Digital de Terreno (MDT)
• Nuvem de pontos (possivel de ser colorizado)

Recomendações Práticas

A seguir, alguns aspectos essenciais para garantir o sucesso de um projeto de geração de altimetria com imagens de satélite:

• Levantamento de pontos de controle:
  Deve ser realizado somente após a aquisição das imagens programadas, evitando o risco de que os pontos levantados em campo estejam em áreas cobertas por nuvens e se tornem inutilizáveis.

• Período ideal para aquisição:
  A estação mais favorável é de maio a setembro, conforme indicado em Engesat – Programação de Imagens de Satélite.
  A presença de nuvens compromete a qualidade final, podendo exigir a composição com dados de outros satélites e gerar inconsistências ou ruídos na altimetria.

• Edição das curvas de nível:
  Deve-se limitar à aplicação de algoritmos automáticos (como supressão de curvas curtas, filtragem e suavização), com verificação manual para garantir que não haja curvas cruzadas (“encavaladas”) nem inclusão de feições inexistentes.

• Limites da área de interesse:
  As curvas de nível nas bordas da área de interesse permanecerão abertas.
  Há a opção de gerar áreas de nível complementares, com limites idênticos às curvas principais, para fechamento da representação.

• Área de projeto:
  Após o processamento das curvas, não é possível alterar a área de interesse para incluir regiões adicionais (“áreas de fuga”).

• Alterações de especificações:
  Qualquer mudança nas especificações após o início do processamento implicará custos adicionais de dados e de processamento.

• Produtos entregáveis:
  É imprescindível definir detalhadamente os produtos desejados (formatos, projeções, escalas, layout e quantidade) antes do início do projeto.

• Dados em 3D:
  Os resultados são fornecidos em três dimensões, contendo a cota de elevação das curvas e dos vértices, em projeção geográfica ou cartográfica.

• Modelos de terreno e superfície:
  O Modelo Digital de Terreno (MDT) é gerado automaticamente a partir do Modelo Digital de Superfície (MDS), conforme explicado em Conversão de MDS para MDT – Engesat.

• Limitações da altimetria:
  A geração de altimetria não equivale à restituição cartográfica. Elementos como rede viária, rede hídrica, áreas construídas ou uso do solo não são automaticamente interpretados.

• Hidroflattening:
  O contorno do espelho d’água dos rios será interpretado apenas quando necessário para o processo de hidroflattening.

• Relatório do projeto:
  O relatório final inclui descrição do processamento e análise da precisão alcançada nos produtos gerados.

• Normas e parâmetros:
  A escala, equidistância e demais parâmetros devem ser definidos no início do projeto, em conformidade com as normas de precisão cartográfica (PEC A).

• Entrega dos produtos:
  Os resultados são entregues exclusivamente em formato digital via FTP.

Conclusão

Atualmente, todos os sensores comerciais de alta e altíssima resolução têm capacidade de imageamento em estereoscopia, incluindo GeoEye, Pléiades, Pleiades Neo, Jilin, WorldView, Kompsat, TripleSat, EROS, IKONOS, Aster, ALOS, entre outros.

Geralmente, os pares estereoscópicos são obtidos por programação específica da área de interesse. Contudo, sempre com a consulta para verificar a existencia de dados anteriores disponiveis.

Com imagens de altíssima resolução, a precisão altimétrica depende de fatores como:

• Planimétrica de até 2x a resolução das imagens do par estereo;
• Altimétrica de até 3x a resolução das imagens do par estereo;
• Podendo ser melhorada com o uso de pontos de controle em solo.

Para mais informações, consulte a Ficha Técnica sobre Altimetria.

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