aula 10 topografia 2008 2 altimetria - ecivilufes taqueométrico nivelamento trigonométrico...
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TopografiaTopografiaGeomGeomááticatica Aplicada Aplicada àà Engenharia CivilEngenharia Civil
Aula 10Aula 10AltimetriaAltimetria e Fotogrametriae Fotogrametria
Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Altimetria ⇒ Operação no terreno, que nos fornece os dados necessários à representação, em um plano horizontal do relevo da superfície terrestre, objeto de levantamento.
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ALTIMETRIA
Levantamentos Altimétricos (Nivelamentos)⇒ é a operação que determina as diferenças de nível ou distâncias verticais entre pontos do terreno, incluindo também, o transporte da cota ou altitudede um ponto conhecido (RN – Referência de Nível) para os pontos nivelados.
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ALTIMETRIA
Cota (Cota Relativa) é definida como a distância vertical de um ponto na superfície da Terra à uma superfície qualquer de referência (Superfície de Nível Aparente), podendo estar situada abaixo ou acima da superfície geoidal ou elipsoidal.
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ALTIMETRIA
Altitude (Cotas Absolutas) é definida como a distância vertical de um ponto na superfície da Terra à superfície geoidal ou elipsoidal (Superfície de Nível Real ou Matemática).
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ALTIMETRIA
Métodos de Nivelamento
Nivelamento Taqueométrico
Nivelamento Trigonométrico
Nivelamento Barométrico
Nivelamento Geométrico
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ALTIMETRIA
Métodos de Nivelamento
essãoAltitude
Pr1
=
Nivelamento Barométrico:Baseia-se na diferença de pressão com a altitude, tendo como princípio que, para um determinado ponto da superfície terrestre, o valor da altitude é inversamente proporcional ao valor da pressão atmosférica.Este método, em função dos equipamentos que utiliza, permite obter valores em campo que estão diretamente relacionados ao nível verdadeiro
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Barométrico: InstrumentosBarômetros de MercúrioBarômetros Aneróides
Analógicos Digitais
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −=
760log
760log.19100 BA
ABPP
DN
Nivelamento Barométrico: Fórmulas Barométricas
B
AmAB P
PTDN log.
2731.18400 ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
Temperaturas não Lidas:
Temperaturas Lidas:
Do ponto mais baixo para o ponto mais alto
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
↓↑
↑
↑↓
↓
Altitudeessão
aTemperatur
Altitudeessão
aTemperatur
Pr
Pr
Nivelamento Barométrico: Lembrando
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Trigonométrico
)(cot.)(. mABmABAB ZgDHtgDHDN == α
)360(:
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'
'
CDo
CD
CDCEm
ZZonde
ZZZ
−=
+=
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Taqueométrico
imHDN
eDescendent
imHDN
Ascendente
−+=
+−=
2.2sen..100
2.2sen..100
:
α
α
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico
Simples Composto
Está baseado na leitura de réguas ou miras graduadas, não envolvendo ângulos.
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Instrumentos
Nível de Precisão e Mira
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: SimplesEste processo é utilizado quando não há mudança de estação, ou seja, quando uma estação é suficiente para visar todos os pontos desejados para o projeto a ser executado. Por diferença de leituras da mira, obtém-se as diferenças de nível entre os pontos visados .
(AI)
PRCA
CB
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Simples
101,000
100,000
Cota
2,000B
103,0003,000A
VanteAIRéEstação
RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=
(AI)
PRCA
CB
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto
?0,500P4
?1,800P3
1,000
PM
?
100,000
Cota
?3,200P2
?1,500P1
PIAIRéEstação
RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto
103,2000,500P4
101,9001,800P3
1,000
PM
100,500
100,000
Cota
103,7003,200P2
101,5001,500P1
PIAIRéEstação
RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=
inicialfinal CotaCotaPMRé
CálculosdosoVerificaçã
∑∑ −=−
:
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono)
?0,500P1
?1,900P4
?3,950?3,100P3
0,800
PM
?
35,000
Cota
?0,150P2
?2,300P1
PIAIRéEstação
RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=
21
___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono)
35,3000,500P1
33,9001,900P4
32,7003,95035,8003,100P3
0,800
PM
36,500
35,000
Cota
36,6500,150P2
37,3002,300P1
PIAIRéEstação
RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=
meCCeErro inicialfinal 300,0000,35300,35)( =−=⇒−=
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono)
35,3000,500P1
33,9001,900P4
32,7003,95035,8003,100P3
0,800
PM
36,500
35,000
Cota
36,6500,150P2
37,3002,300P1
PIAIRéEstação
RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=
RésnecoCompensaçã o=:
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ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Composto (Polígono)
35,0000,500P1
33,6001,900P4
32,5003,95035,5003,000P3
0,800
PM
36,400
35,000
Cota
36,4500,050P2
37,2002,200P1
PIAIRéEstação
RéRé LeituraCotaAI += VanteVante LeituraAICota −=
RésnecoCompensaçã o=:
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIAMétodos de Nivelamento
Nivelamento Geométrico: Classificação conforme a Precisão
Alta Precisão: o erro médio admitido é de ±1,5mm/km
Primeira ordem: o erro médio admitido é de ±2,5mm/km
Segunda ordem: o erro médio admitido é de 1,0cm/km
Terceira ordem: o erro médio admitido é de 3,0cm/km
Quarta ordem: o erro médio admitido é de 10,0cm/km
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Pontos Cotados e Curvas de Nível
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ALTIMETRIA
Pontos Cotados e Curvas de Nível
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Pontos Cotados e Curvas de Nível
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Interpolação
A(103,35)
B(108,96)
C(?)
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Interpolação
A(103,35)
B(108,96)
C(?)
DH
DN
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Interpolação
A(103,35)
B(108,96)
C(?)
DH=200,27 m
DN
DHAC=120,12 m
31
___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Interpolação
A(103,35)
B(108,96)C(?)
DH=200,27
DN= 5,61 m
mDNx
DHxDHDN
AC
AC
ABAB
36,3==
⇔⇔
x
mDNCC ACAC 71,10636,335,103 =+=+=
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Interpolação
A(103,35)
B(108,96)C(106,00)
DH=200,27
DN= 5,61 m
mDHxxDNDHDN
AC
AC
ABAB
60,94==⇔⇔
DNAC=2,65 mx
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ALTIMETRIA
Interpolação
A(103,35)
B(108,96)C(106,00)
DH=200,27
DN= 5,61 m
mDHxxDNDHDN
BC
BC
ABAB
105,67==⇔⇔
DNBC=2,96 mx
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Perfis
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Perfis do Nivelamento
Perfil Longitudinal: - Ao longo do Caminhamento
Perfil Transversal: - Em direção Transversa ao Caminhamento
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ALTIMETRIA
Perfis do Nivelamento
Perfil Longitudinal: - Ao longo do Caminhamento
Perfil Transversal: - Em direção Transversa ao Caminhamento
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
ALTIMETRIA
Greides, Cortes e Aterros
Greide ou “Grade” é a linha que une dois a dois, um certo número de pontos dados num perfil
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ALTIMETRIA
Greides, Cortes e Aterros
COTA VERMELHA – distância vertical entre um ponto do greide e o ponto correspondente no terreno.
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ALTIMETRIA
Greides, Cortes e Aterros
COTA VERMELHA POSITIVA (+) - é quando o ponto do greideestiver acima do ponto correspondente no terreno. Equivale a um Aterro.
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ALTIMETRIA
Greides, Cortes e Aterros
COTA VERMELHA NEGATIVA (-) – é quando o ponto do greideestiver abaixo do ponto correspondente no terreno. Equivale a umCorte.
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ALTIMETRIA
Greides, Cortes e Aterros
PONTO DE PASSAGEM – é o ponto de transição entre corte e aterro. O ponto do greide coincide com o ponto do terreno. Não hácorte nem aterro, tendo portanto cota vermelha nula.
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ALTIMETRIAPerfil a partir de Curvas de Nível
GeomGeomááticatica Aplicada Aplicada àà Engenharia CivilEngenharia Civil
Fundamentos de FotogrametriaFundamentos de Fotogrametria
Laboratório de Cartografia Digital - CTUFES
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FOTOGRAMETRIA
Fotogrametria
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FOTOGRAMETRIA
Fotogrametria ⇒ Ciência e arte de obter medidas dignas de confiança utilizando-se fotografias (American Society of Photogrammetry).
Fotogrametria Ciência, tecnologia e arte de obter informações seguras acerca de objetos físicos e do meio, através de processos de registro, medições e interpretações de imagens fotográficas e padrões registrados de energia eletromagnética (Photogrammetric Engineering and RemoteSensing).
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FOTOGRAMETRIA
Fotogrametria
Sens. Rem.TerrestreAérea
InterpretativaMétrica
Fotointerpretação
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FOTOGRAMETRIA
Aerofotogrametria
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FOTOGRAMETRIA
As condições de obtenção e preservação dos produtos fotogramétricos, são:
•posição do avião (linha e altura);•distorção das lentes e imperfeições óticas;•estabilidade da câmara (inclinação e choques);•invariabilidade do filme (material);•condições atmosféricas;•processos e produtos da revelação.
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FOTOGRAMETRIA
Câmaras Terrestres
Terrestre
Características:
•permanece fixa durante o tempo de exposição;
•o objeto fotografado geralmente está fixo;
•o tempo de exposição do filme é relativamente longo e só diminui quando o objeto a ser fotografado estiver em movimento;
•utiliza emulsão de baixa sensibilidade e de granulação fina;
•o formato do filme é pequeno;
•seu funcionamento pode ser manual ou automático.
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FOTOGRAMETRIA
Câmaras Aéreas
Aérea
Características:
•está em movimento (velocidade constante) durante o tempo de exposição;
•o objeto fotografado pode ser fixo ou móvel;
•o tempo de exposição é bastante curto;
•o obturador é de altíssima eficiência;
•utiliza emulsão de altíssima sensibilidade;
•apresenta grande capacidade de armazenamento de filme;
•o formato do filme é grande;
•seu funcionamento é todo automático.
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FOTOGRAMETRIA
Câmaras Aéreas
Aérea
Características:
•está em movimento (velocidade constante) durante o tempo de exposição;
•o objeto fotografado pode ser fixo ou móvel;
•o tempo de exposição é bastante curto;
•o obturador é de altíssima eficiência;
•utiliza emulsão de altíssima sensibilidade;
•apresenta grande capacidade de armazenamento de filme;
•o formato do filme é grande;
•seu funcionamento é todo automático.
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FOTOGRAMETRIA
Câmara Aérea
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
RELAÇÃO ALTURA DE VÔO X ÂNGULO DE ABERTURA
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Classificação: Quanto ao Ângulo de CampoPequeno: α < 50 •Trabalhos de reconhecimento com fins militares•Vôos muito altos, para a confecção de mapas de áreas urbanas densas.•Confecção de ortofotomapas e mosaicos de áreas urbanas com construções muito altas.
Normal: 50< α < 75 •Trabalhos cartográficos (confecção de mapas básicos).•Confecção de mosaicos e ortofotomapas de áreas urbanas não muito densas.•Mapeamento de regiões com muita cobertura vegetal.
Grande-angular: 75 < α < 100•Trabalhos cartográficos com maior economia.•Serviços de aerotriangulação.•Confecção de mapas topográficos.•Confecção de mapas em escalas grandes. Medições fotográficas.
Super-grande-angular: α >100 •Trabalhos cartográficos com a vantagem de uma cobertura fotográfica muito maior.
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Classificação: Quanto à Distância Focal
a)Pequena: f = 55 a 100mm.
b)Normal: f = 152 a 210mm.
c)Grande: f = 305 a 610mm.
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Classificação: Quanto à Inclinação do Eixo Óptico
a)Verticais
b)Oblíquas
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Principais características dos Aerofotogramas:•é uma projeção central ou cônica;
•a escala varia em função da inclinação da foto e das diferenças de nível;
•a representação geométrica dos objetos é afetada por deslocamentos devido ao terreno, à inclinação do eixo ótico e às distorções da lente;
•todos os objetos são visíveis
•a representação da imagem é tridimensional
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Aerofotogramas: Marcas Fiduciais
PP: Ponto Principal da Fotografia Aérea
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Aerofotogramas: Marcas Fiduciais
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Superposição Longitudinal
Superposição Lateral
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Superposição Longitudinal
ESQUEMA DE TOMADA DE AEROFOTOS CONSECUTIVAS
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Estereoscopia
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
1.ÁREA DE COBERTURA ÚNICA 2.ÁREA DE RECOBRIMENTO LONGITUDINAL (RLo) 3.ÁREA DE RECOBRIMENTO LATERAL (RLa) L = LADO DA FOTO
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Determinação de DN por Paralaxe Linear
A paralaxe absoluta de um ponto é o deslocamento aparente que este ponto
sofre, ao ser fotografado consecutivamente, de posições distintas no
espaço.
X1 X2
)()( 21 xxxP −−=
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Determinação de DN por Paralaxe Linear
)()( 21 xxxP −−=X1
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FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
Determinação de DN por Paralaxe Linear
)()( 21 xxxP +=X1X2
P(x)
Foto da Direita sobreposta à da Esquerda
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm
BZfP
fP
ZB
temosaOaeAOOsNos
AA
A
A
⋅=⇒=
Δ :''21
'21
BZfP
fP
ZB
BpontooparaamenteAna
BB
B
B
⋅=⇒=
:log
f
74
___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm
BA
AB
BA
BA
ZZZBfZBfP
BZfB
ZfP
temosPPP
ParalaxedeDiferençacomo
.....
:
::
−=Δ
⋅−⋅=Δ
−=Δ
BZfP
AA ⋅=
BZfP
BB ⋅=
75
___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm
BA
AB
BA
AB
ZZZZBf
P
ZZZBfZBf
P
.).(.
.....
−=Δ
−=Δ
BZfP
AA ⋅=
BZfP
BB ⋅=
DNAB
76
___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm
BA
AB
BA
AB
ZZZZBf
P
ZZZBfZBf
P
.).(.
.....
−=Δ
−=Δ
BZfP
AA ⋅=
BZfP
BB ⋅=
DNAB
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm BA
AB
ZZDNBfP.
..=Δ
BZfP
AA ⋅=
BZfP
BB ⋅=
PA
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___________________________________________________________Laboratório de Topografia e Cartografia - CTUFES
FOTOGRAMETRIAAerofotogrametria
x2 x1
Zm
BZfP
AA ⋅=
BZfP
BB ⋅= B
AAB
A
BAB
B
ABA
PPZDN
ouP
PZDN
AssimZDNP
P
Δ=
Δ=
=Δ
.
.:
.
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