Integração de fotogrametria e LiDAR : um estudo de caso para orientação indireta de fotografias com uso de telhados adjacentes como apoio de campo

Abstract

Resumo: O presente trabalho tem por objetivo estudar a integração de dados derivados do sistema LiDAR aerotransportado e Fotogrametria. A integração de dados extraídos de diferentes sensores tem sido potencialmente explorada para otimizar diversas tarefas fotogramétricas. Este estudo propiciou o desenvolvimento de um modelo fotogramétrico baseado na intersecção entre planos de telhados adjacentes, cujos parâmetros dos planos serão usados como observações no Método dos Mínimos Quadrados, para estimação da posição e rotação da câmara, no momento da tomada da fotografia. Foram discutidos três pontos principais envolvidos na proposta de trabalho, a saber: o potencial de integração de dados fotogramétricos e do sistema LiDAR; o desenvolvimento do modelo matemático; e o problema da orientação indireta de fotografias. A precisão dos parâmetros de orientação exterior estão associadas às precisões dos dados adquiridos com o sistema LiDAR, a configuração, distribuição, quantidade, tamanho e orientação dos telhados usados como apoio de campo. Foram realizados experimentos com dados simulados e reais e os resultados obtidos foram comparados com os resultados encontrados com o emprego do método convencional de orientação indireta de fotografias. A técnica proposta apresentou sua potencialidade e viabilidade para estimação dos parâmetros de orientação exterior de uma fotografia.

Abstract: This article presents a method for the indirect orientation of the aerial images taken by a frame camera using control gable roof extracted from laser scanning data. The method has potential in low cost and rapid image acquisition campaigns where the available resources do not permit the use of expensive navigation sensors onboard the platform or the collection of ground control points through a field survey. The most important characteristic of the proposed method is the development of a mathematical model based on control gable roof for the indirect orientation of the aerial images. The roof ridge lines are extracted by segmenting roof planes in a laser scanning dataset and intersecting the adjacent roof planes. The orientation parameters are estimated by minimizing the distance between the projection of ridge lines into the image and their corresponding image line. Implementation and testing of the proposed method have employed data from different sensors. The paper describes in detail the derivation of proposed mathematical model and discusses the advantages of this new approach compared to the conventional collinearity model. The results obtained showed that the proposed model is promising.