ANÁLISE DA ESTABILIDADE GEOMÉTRICA DE CÂMARAS DIGITAIS DE BAIXO CUSTO COM DIFERENTES MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO

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João Batista Ramos Côrtes

ANÁLISE DA ESTABILIDADE GEOMÉTRICA DE CÂMARAS

DIGITAIS DE BAIXO CUSTO COM DIFERENTES MÉTODOS DE

CALIBRAÇÃO

Tese apresentada ao Curso de Pós-

Graduação em Ciências Geodésicas da

Universidade Federal do Paraná, como

requisito parcial à obtenção do Título de

Doutor em Ciências Geodésicas.

Orientador: Prof. Dr. Edson A. Mitishita

CURITIBA

AGOSTO 2010

Esse trabalho pode ser reproduzido parcialmente ou na sua totalidade desde que

preservada a fonte de origem

C787 Côrtes, João Batista Ramos.

Análise da estabilidade geométrica de câmaras digitais de baixo custo com diferentes

métodos de calibração / João Batista Ramos Côrtes. – Curitiba : UFP, 2010.

144 p. : il.

Tese apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas da Universidade

Federal do Paraná, como requisito parcial à obtenção do título de Doutor em

Ciências Geodésicas.

Orientador: Prof. Dr. Edson A. Mitishita.

1. Estabilidade geométrica. 2. Câmaras digitais. 3. Métodos de calibração. I. Título.

CDD 22ª ed. 551

Ficha catalográfica elaborada pelo Bibliotecário Arnaldo Alves Ferreira Júnior – CRB1/2092

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás.

Biblioteca Professor Jorge Félix de Souza.

2

3

DEDICATÓRIA

Dedico esse trabalho à família, maior patrimônio de um ser humano:

Sr Zizi (in memorian), Dona Rosa, Itagiba, Ilka, Daniel, Gislene, Miriam,

Marcos, Amanda, Ítalo, Melissa, Lukas, João Pedro e Mateus.

E à minha amada Sarah...

O meu eterno adeus

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AGRADECIMENTOS

Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás (IFG)

À Coordenação de Geomática

Ao Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento (LACTEC - UFPR)

Aos professores e técnicos do CPGCG e Departamento de Geomática

Aos amigos:

Ana Paula, Ângela, Avilmar, Betina, Bruna, Bueno, Carolina, Débora, Dirce,

Diuliana, Ernesto, Eugênio, Fabiana, Fábio, Fernanda, Glauber, João Tavares,

John Alejandro, Júlia, Júlio Dito, Júlio Van, Karina, Leonardo, Marcis, Maria

Aparecida, Mariana, Mariney, Marlo, Micheley, Mikozs, Mônica, Mosar, Niarkios,

Nilson, Nilton, Ricardo, Rogers, Rosângela, Schimalski, Sílvio, Sydney, Valdeir,

Vaneza, Wagner e Zuleica.

Às pessoas que direta ou indiretamente contribuíram com a minha formação moral

e cultural em qualquer etapa de minha vida.

Agradeço especialmente:

Ao amigo e companheiro Mitishita pela dedicação, paciência, esforço,

por ajudar a termos um mundo melhor e por provar que na vida há

muito mais que tapaços.

À Maria Cristina, Maria de Jesus e Shirley-Mar, pela colaboração

nesse trabalho.

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SUMÁRIO

LISTA DAS FIGURAS 8

LISTA DE SIGLAS 14

RESUMO 15

ABSTRACT 16

1 INTRODUÇÃO 17

1.1 Objetivo Geral 19

1.2 Objetivos Específicos 19

1.3 Justificativa 20

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 22

2.1 Fotogrametria 22

2.1.1 Sistemas de Coordenadas em Fotogrametria 22

2.1.2 Equação de Colinearidade 25

2.1.3 Erros Sistemáticos da Imagem Fotográfica 26

2.1.3.1 Distorções das Lentes 26

2.1.3.1.1 Distorção Radial Simétrica 27

2.1.3.1.2 Distorção Descentrada 27

2.1.3.2 Correção das Distorções das Lentes 28

2.1.4 Calibração de Câmaras 29

2.1.5 Aerotriangulação 32

2.1.6 Precisão Altimétrica Esperada 34

2.1.7 Estado da Arte da Temática de Pesquisa 34

3. MATERIAIS E MÉTODOS 38

3.1 Materiais 38

3.1.1 Programas ou Softwares 38

3.1.2 Equipamentos 39

3.1.2.1 Computador 39

3.1.2.2 Câmaras Digitais 39

3.1.2.2.1 Câmara Kodak DCS Pro 14n 39

3.1.2.2.2 Câmara Sony DSC F828 40

3.1.2.3 Estação Total 41

3.1.2.4 Receptor de Sinais GPS 42

6

3.1.2.5 Campos de