CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO DO
CASTELO DA TORRE DE GARCIA D’AVILA
 

Christovão Dias de Avila Pires Jr

Eng. Militar de Fortificação e Construção

Coordenador Geral do Grupo de Trabalho (Item 23)

Tele: + 55 21 2267.4653 Email: casadatorre@terra.com.br

 

Fundação Ricardo Franco, de apoio ao Instituto Militar de Engenharia-IME

Pça Gen Tibúrcio, 80 ­ Urca, 22290-270 Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Tel: + 55 21 2295-9565  Fax: : + 55 21 2295-9569 Email: frfaiex@adm.ime.eb.br

 

RESUMO

 

O objetivo do trabalho foi a criação de um Protótipo de Arquivo Fotogramétrico de Monumentos e Sítios, com o estabelecimento de uma Metodologia para utilização da Fotogrametria a Curta Distância – Arquitetônica e Arqueológica –, atendendo às recomendações internacionais e às necessidades do Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional-IPHAN.

Constou da realização inicial dos trabalhos de campo, na Bahia, seguido dos trabalhos de escritório, com fins à Restituição e à Ortofoto, no Depto. de Engenharia Cartográfica do Instituto Militar de Engenharia-IME, RJ, utilizando o programa PhotoModeler; na UNESP – Presidente Prudente, SP, utilizando o programa SOCET SET; na Universidade de La Plata, Argentina, os trabalhos relativos à Documentação das paredes internas do monumento; e teve a participação das instituições: Aerofoto Cruzeiro S.A., Arquivo Nacional, Fundação Garcia D’Avila, Instituto Geográfico e Histórico da Bahia, Instituto Histórico e Geográfico Brasileiro–IHGB, IPHAN – DEPROT, RJ, IPHAN – 7a SR, Salvador, e Museu Histórico Nacional.

O projeto foi desenvolvido por um Grupo de Trabalho, através de um Convênio da Fundação Ricardo Franco com o Ministério da Cultura, tendo sido ampliado além dos objetivos propostos, com a inclusão também, no modelo de Cadastro do IPHAN, do material obtido pelo levantamento fotogramétrico convencional, realizado pelo IME em 1993/94 e o preenchimento da ficha de Inventário de Bens Arquitetônicos.

 

ABSTRACT

 

The objective of the work was the creation of a Prototype of  the Photogrammetric Archive of Monuments and Sites, with the establishment of a Methodology for use of Architectural and Archeological Photogrammetry, according to the determinations of the Venice Charter (1964), to the needs of the Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional-IPHAN and to the international recommendations of the ICOMOS / CIPA.

It consisted of the initial accomplishment of the works, in Bahia, following by the office works, with the Restitution and Ortofoto, in Dept of Cartographic Engineering of the Instituto Militar de Engenharia-IME, RJ, using the program PhotoModeler; in UNESP - Presidente Prudente, SP, using the program SOCET SET; in La Plata's University, Argentina, relative to the Documentation of the internal walls of the monument; and had the participation of the institutions: Aerofoto Cruzeiro S.A., Arquivo Nacional, Fundação Garcia D’Avila, Instituto Geográfico e Histórico da Bahia, Instituto Histórico e Geográfico Brasileiro–IHGB, IPHAN – DEPROT, RJ, IPHAN – 7a SR, Salvador, and Museu Histórico Nacional. 

The project was developed by a Group of Work, through an Agreement of the Fundação Ricardo Franco with the Ministry of the Culture, having been enlarged besides the proposed objectives, with the inclusion, in the Register of IPHAN, of the material obtained by the conventional photogrammetric documentation, accomplished by IME in 1993/94 and the completion of the record of Inventory of the architectural monument.

 

 

 

1.       OBJETIVO

Protótipo de DOCUMENTAÇÃO PRECISA de Monumento e Sítio Arquitetônico e Arqueológico, com o estabelecimento de uma METODOLOGIA para utilização da FOTOGRAMETRIA A CURTA DISTÂNCIA, atendendo às recomendações internacionais da Carta de Veneza (1964) e do ICOMOS / CIPA (1987), e às necessidades do Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional-IPHAN, em apoio aos diferentes trabalhos de Proteção, Promoção e Registro de Patrimônio Histórico e Cultural.

 

2.       ESTRATÉGIAS DE AÇÃO

Foi definido o monumento Castelo da Torre de Garcia d'Ávila, para a execução do trabalho de Documentação, em função de diversos motivos:

-   o monumento acabara de passar por um processo de restauração/consolidação de suas ruínas, o que recomendava sua Documentação;

-   o monumento foi objeto de um Levantamento Fotogramétrico, executado em 1993/94, através de um Convênio assinado em 08 DEZ 1993, entre o Ministério do Exército, tendo como órgão executor o Instituto Militar de Engenharia-IME e a Fundação Garcia d'Ávila, com a interveniência da então Fundação Pró-Memória e do Centro Cultural e de Pesquisas do Castelo da Torre.

- como produto final foram obtidas, além dos Modelos Fotogramétricos de todas as fachadas externas, a Restituição convencional de duas fachadas, duas Ortofotos p/b e uma colorida, tudo pelo processo convencional, de alta precisão;

 

Fig. 1 – Ortofoto colorida, executada em 1994, pela ESTEIO, em Curitiba

 

 


-   os técnicos que executaram o levantamento fotogramétrico em 1993/1994, no Castelo da Torre, vêm desde aquela época desenvolvendo trabalhos acadêmicos e de pesquisas, em especial, acompanhando a evolução da tecnologia de Fotogrametria a Curta Distância Simplificada, a níveis – nacional e internacional – e fizeram parte ativa do Grupo de Trabalho do último Convênio; ainda se encontravam em execução, trabalhos de Pesquisa Arqueológica, na época do convênio, o que viabilizou a documentação de 4 (quatro) tipos diferentes de salvamento arqueológico, no curto espaço de tempo disponível para os trabalhos de campo.

 

Fig. 2 – Restituição, executada em 1994, pela ESTEIO, em Curitiba


LINK
Link: ESTEIO Engenharia e Aerolevantamentos S. A.

ESTEIO Engenharia e
Aerolevantamentos S. A.

 

3.       DESENVOLVIMENTO DOS TRABALHOS

3.1 - O objeto do Convênio foi cumprido e o objetivo alcançado, em conformidade com o Plano de Trabalho, sendo atingidas todas as metas planejadas, apesar das dificuldades encontradas, adiante resumidas:

-   a época da realização dos trabalhos de campo coincidiu com a alta estação de viagens, ocasionando encarecimento de preços e dificuldades em reservas de hospedagem e de passagens aéreas, obrigando a remanejamentos de vôos nacionais e internacionais;

-   a época da realização dos trabalhos de escritório coincidiu com as férias das universidades envolvidas, não sendo possível a participação de alunos, sobrecarregando, assim, o trabalho dos técnicos participantes;

-   os prazos de execução dos trabalhos foram reduzidos, obrigando todos os participantes a um esforço muito superior, a fim de que pudessem ser superadas todas as dificuldades e mantidas todas as metas propostas.

3.2 - A execução obedeceu ao planejamento inicial, dificultada apenas pelas causas acima descritas, seguindo o cronograma físico, conforme estratégia adiante descrita, utilizando os equipamentos e instalações das universidades e de instituições envolvidas, que apoiaram o projeto:

-   realização inicial dos trabalhos de campo, na Bahia, constantes do Relatório Técnico;

-   realização de trabalhos de escritório, no Depto. de Engenharia Cartográfica do Instituto Militar de Engenharia-IME, RJ, utilizando o programa PhotoModeler, adquirido com recursos do projeto, sendo depois doado ao IME;

-   realização de trabalhos de escritório, na Unesp – Presidente Prudente, SP, com fins à Restituição e à Ortofoto, utilizando o programa SocetSet, do Depto. de Cartografia da Faculdade de Ciência e Tecnologia daquela universidade;

-   realização de trabalhos de escritório, na Universidade de La Plata, Argentina, relativos à Documentação das paredes internas do monumento;

-   reuniões técnicas, virtuais – via Internet, via telefone e fax, com os técnicos de fora do Rio de Janeiro; reuniões, nas dependências da Fundação Ricardo Franco e nos laboratórios do IME, com o Grupo do Rio, visando à consolidação dos resultados dos diversos trabalhos, num Relatório Técnico, que apresentasse a Metodologia para a DOCUMENTAÇÃO PRECISA de Monumentos e Sítios, utilizando Fotogrametria a Curta Distância – Arquitetônica e Arqueológica –, executada pelo processo Simplificado.

4.       CRONOGRAMA FÍSICO

O Convênio foi assinado no dia 26 de dezembro de 2000 e os trabalhos foram iniciados no dia 3 de janeiro, sendo concluídos em 19 de fevereiro de 2001, obedecendo a todas as etapas planejadas.

O Relatório Técnico final foi apresentado e entregue à diretoria do IPHAN, pelo coordenador geral do projeto, em reunião formal, com a participação do presidente da Fundação Ricardo Franco, do Comandante do Instituto Militar de Engenharia e dos participantes do Rio de Janeiro, em embalagem espacial para arquivamento, desenvolvida, especialmente para o CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO, no Arquivo Nacional.

A execução do Convênio foi possível graças ao redobrado esforço e à firme dedicação de todos os componentes do GRUPO DE TRABALHO, apoiados pela elevada capacidade técnica e administrativa da Fundação Ricardo Franco, do Instituto Militar de Engenharia, da Unesp - Presidente Prudente e da Universidade de La Plata – Argentina, todos imbuídos do mais elevado espírito profissional, cônscios da valiosa contribuição que estavam dando, para o desenvolvimento da Tecnologia e para a viabilizar a Documentação e Proteção do Patrimônio Histórico e Cultural do Brasil e da Humanidade.

Considerando, ainda, a grande importância do Projeto, para a Documentação Precisa do monumento envolvido, o trabalho foi ampliado além dos objetivos propostos, com a inclusão, no Cadastro, do material obtido no levantamento fotogramétrico convencional, realizado pelo IME em 1993/94 e o preenchimento de uma ficha de Inventário de Bem Imóvel, do IPHAN.

5.       RECURSOS PARA O PROJETO

Os recursos, transferidos pelo Ministério da Cultura e o Valor da Contrapartida, referentes ao Convênio no 383/2000-CGPRO/SPMAP, foram totalmente utilizados na execução do projeto – DOCUMENTAÇÃO PRECISA de Monumentos e Sítios –, nos Estados do Rio de Janeiro, Bahia e São Paulo, tendo sido aprovadas todas as contas, pelo MinC, conforme Ofício no 1137/2002 -DAP/CGPRO, de 03.out.02.

6.       CONSIDERAÇÕES SOBRE A DOCUMENTAÇÃO PRECISA

6.1 - Considerando as reais possibilidades de documentação científica e de registro, oferecidas pela Fotogrametria a Curta Distância, Arquitetônica e Arqueológica, na Documentação de Monumentos e Sítios Arquitetônicos e Arqueológicos (Resolução nº 2  ICOMOS / CIPA – 15.out.87), a constituição de CADASTROS FOTOGRAMÉTRICOS virá complementar o trabalho de Inventário Patrimonial,  além de atender às recomendações internacionais.

6.2 - Através deste Projeto, foi desenvolvido e apresentando um PROTÓTIPO DE DOCUMENTAÇÃO PRECISA, do monumento nacional – Castelo da Torre de Garcia D’Avila –, localizado na Bahia, complementado com o respectivo CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO.

7.       INTRODUÇÃO À FOTOGRAMETRIA

Esta breve introdução sobre Fotogrametria foi escrita para não-fotogrametristas, com a finalidade de permitir uma avaliação sobre o emprego da Fotogrametria a Curta Distância, num trabalho multidisciplinar de Documentação Arquitetônica e Arqueológica:

Fotogrametria é a técnica de medir objetos (2D ou 3D), partindo de Fotografias, contendo “pontos de apoio”. Nós dizemos fotografias, comumente, mas também podem ser imagens eletronicamente armazenadas em fita ou em disco, tomadas por vídeo ou por máquinas fotográficas CCD ou por sensor de radiação, como “scanners”.

Após a aquisição, as imagens necessitam sofrer correções geométricas, basicamente de inclinação e de escala. Esse processo denomina-se Retificação. Partindo das imagens retificadas, em um CAD (Computer Aided Design), podem ser obtidos desenhos precisos dos prédios, sítios, objetos ou detalhes, produzindo-se, como resultados: restituições, curvas de nível, ortofotos, fotos retificadas, mosaicos controlados, plantas baixas,  cortes transversais, e detalhes, em 2D e/ou 3D .

Para os arquitetos e restauradores, a Ortofoto constitui-se num dos mais úteis produtos fotogramétricos. Sendo uma fotografia de precisão e retificada, portanto em escala constante ao longo de toda a imagem, substitui os desenhos das fachadas e, além de serem nela tomadas, diretamente, todas as medidas lineares, possibilita uma visão completa das informações de textura, cor e detalhes.

Quando necessitamos de cortes transversais,  de volumes  e/ou  de detalhes em 3D, produzimos as Restituições, que são executadas pelo fotogrametrista, num computador, através de uma “maquete ótica tridimensional” que é obtida utilizando as fotos “controladas” do objeto. Assim, com a determinação das coordenadas tridimensionais pode-se efetuar medições nas três dimensões, possibilitando, quando necessário, os cálculos dos volumes e desenhos de curvas de níveis.

Para os arqueólogos, o produto fotogramétrico final mais útil é a Restituição, pois os detalhes quase sempre necessitam informações 3D.

Já para os arquitetos e restauradores, são de pouca importância os detalhes em 3D de paredes internas planas, assim como de fachadas simples, onde as fotografias “controladas”, devidamente retificadas e em escala, permitirem a tomada de todas as medidas lineares 2D, diretamente, estando ali representadas todas as informações de textura, cor e detalhes, havendo, ainda, a possibilidade de execução de “Mosaicos Controlados”. Esta é a forma mais indicada para documentação, por exemplo, de “Corredores Culturais”.   Quando um determinado prédio ou um detalhe necessita medições em 3D, a tomada das fotos “controladas” deverá atender às exigências de quantidade e de “controles”, que possibilitem a restituição.

Uma das características mais importantes do emprego da Fotogrametria é o fato de que os objetos são “medidos” sem serem tocados, ou com um contato mínimo.

Outras vantagens são quando uma edificação não pode ser “levantada” à mão, ou quando não há tempo suficiente para o registro de uma estrutura com uma fita métrica e uma planilha de anotações, ou ainda, quando a quantidade de detalhes torna praticamente inviável o seu levantamento manual.

O processo fotogramétrico, documentando, com precisão, o caráter autêntico de um edifício, no estado em que ele se encontra, o produto resultante serve de base para qualquer tipo de ação a ser desenvolvida para a sua Proteção.

A capacidade da Fotogrametria de registrar informações dimensionais e espaciais, além das cores, texturas e ambientação é da maior importância na arqueologia, onde os locais são freqüentemente desfeitos ou destruídos, permitindo, ainda, um estudo futuro do posicionamento das peças encontradas, com o auxílio de novos conceitos e informações.

Com a evolução dos equipamentos e dos programas de computador, e com a simplificação das técnicas “métricas”, a Fotogrametria Digital a Curta Distância já tem hoje, a oferecer, um método rápido para a Documentação, eficiente, precisa, e viável em termos de custo, para os Monumentos e os Sítios Históricos e Arqueológicos.

 

8.       CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO

As condições que viabilizam a aplicação, em larga escala, da Fotogrametria a Curta Distância, Arquitetônica e Arqueológica, na Documentação Precisa de Monumentos e Sítios Arquitetônicos e Arqueológicos, gerando um CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO, foram:

-   DISPONIBILIDADE DE METODOLOGIA para os levantamentos, utilizando equipamentos não métricos e digitais de processamento e guarda.

-   HARDWARE E SOFTWARE: equipamentos não muito caros e disponíveis no mercado.

-   PREÇO: Ter o custo de execução do levantamento, viável e compatível (inferior ou próximo ao do método convencional "artesanal", até hoje empregado no levantamento e cadastro  – manual e agressivo.

-   PRAZO: Terem os serviços de campo e os de escritório curta duração de execução.

-   QUALIDADE: Terem os produtos finais a qualidade e a precisão necessárias e suficientes, conforme os fins a que se destinam.

-   TREINAMENTO DE MÃO-DE-OBRA: Participação conjunta, além dos fotogrametristas especializados em Curta Distância, de arquitetos, arqueólogos, restauradores, fotógrafos, historiadores, desenhistas, programadores etc., em número suficiente, (Recomendação ICOMOS/CIPA), treinados pelos fotogrametristas, em especial, na tomadas das fotos e apoio de campo.

-   ORGANIZAÇÃO DA INFORMAÇÃO: Os produtos serem devidamente arquivados, com os necessários cuidados de organização, preservação e segurança.

-   DISPONIBILIDADE PARA CONSULTA: Segundo a própria Carta de Veneza: "Essa documentação será depositada nos arquivos de um órgão público e posta à disposição dos pesquisadores; recomenda-se sua publicação."

9.       RAZÕES PARA DOCUMENTAÇÃO FOTOGRAMÉTRICA

O Levantamento e Registro Preciso de Patrimônio Cultural, é essencial para:

-   acumular conhecimento e propiciar compreensão da herança cultural e sua progressão;

-   ajudar a manutenção e a preservação do patrimônio de modo fiel a seu aspecto físico, material, construtivo e significado histórico e cultural;

-   possibilitar controle, embasado, de modificações e de trabalhos no patrimônio cultural.

10.    OCASIÕES DE DOCUMENTAÇÃO

-   Estes Levantamentos e Registros, bem organizados, do Patrimônio Cultural, utilizando padrões internacionalmente aceitos de metodologia, devem ocorrer:

-   Ao compilar inventário de patrimônio regional ou local;

-   ao efetuar pesquisa acadêmica;

-   ao planejar quaisquer trabalhos de restauro, de modificação ou de outra intervenção, assim como ao concluir tais trabalhos;

-   ao planejar demolição, destruição ou abandono total ou parcial;

-   ao surgirem evidências de sua história, durante os trabalhos de reparo, de alteração ou de demolição;

-   ao surgir ameaça de dano ao patrimônio, por fenômenos naturais ou atividades humanas;

-   Ao ocorrer dano, por acidentes ou imprevistos.

11.    OBJETIVOS DA DOCUMENTAÇÃO

A Documentação Precisa do patrimônio cultural deve almejar:

-   Fornecer imagens completas e detalhadas para compreensão, interpretação e apresentação do patrimônio;

-   fornecer registro detalhado, permanente, de monumentos com importância histórica, arquitetônica e arqueológica, em vias de destruição ou alteração de qualquer forma;

-   fornecer informação suficiente aos administradores e planejadores do Governo local e nacional, possibilitando políticas de controle e de desenvolvimento;

-   fornecer informações de base, para programas de manutenção, gerenciamento, trabalhos e serviços;

-   assessorar na identificação de usos adequados e sustentáveis.

12.    CONTEÚDO E DISPONIBILIDADE DOS REGISTROS

Antes de elaborar novos registros, deve-se examinar dados já existentes, quanto à sua adequação. Tais dados podem ser encontrados em súmulas, desenhos, fotos, publicados ou não, relatos e descrições, documentos relativos às origens e à história da construção, grupo de edificações ou sítio. Tais relatos podem ser recentes ou históricos.

Registros podem ser encontrados em arquivos nacionais ou locais, profissionais, institucionais ou particulares, em coleções, bibliotecas ou museus, e nas mãos de indivíduos ou corporações que possuíram,  ocuparam, registraram, construíram ou pesquisaram edificações e sítios.

Novos registros devem mencionar fontes de toda informação não obtida diretamente de edificações e de sítios.

O método de registro e o tipo de documentação devem ser apropriados à natureza do monumento, ao propósito do registro e aos recursos disponíveis. Métodos atuais de registro incluem descrições e análises, fotos (aéreas ou terrestres), fotos retificadas, fotogrametria, pesquisa geofísica, mapas, plantas mensuradas, desenhos de detalhes e esboços.

A localização e extensão do monumento, edificação ou grupo de edificações, ou sítio, deve ser precisa. A localização acurada por descrição, mapas, plantas ou fotos aéreas deve ser fornecida em todos os casos. Uma referência de mapa ou triangulação a pontos conhecidos pode ser o único método disponível. Em áreas urbanas, uma rua pode constituir referência suficiente.

Considerando os objetivos do registro, diversos níveis de detalhes deverão ser exigidos.

Duas cópias duráveis dos registros devem ser mantidas em arquivos seguros, cuja situação assegure permanência e não deterioração das informações.

Uma cópia abrangente dos registros deve estar sempre disponível para direção e conservação regional do monumento, edificações e sítios.

Tais registros devem estar accessíveis para pesquisa, controle de desenvolvimento e outros propósitos legais ou administrativos.

Quando indicado, um relato dos principais resultados, com a localização do arquivo, deve ser publicado.

13.    REGISTROS – INVENTÁRIO NACIONAL

As informações básicas, sobre a Documentação Fotogramétrica existente, deverão ser registradas em um campo do Inventário Nacional, do IPHAN, complementando as informações cadastrais,  arquitetônicas e arqueológicas disponíveis, sobre o Bem documentado.

14.    O CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO

A Coleção de Fotografias Controladas – contendo Pontos de Apoio –, já constitui um CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO, possibilitando o processamento posterior, no momento em que se tornar necessário, para obtenção de um produto final, escolhido este conforme a finalidade à que se destina.

O Cadastro Fotogramétrico Brasileiro, em original, deverá ser guardado no Arquivo Central do IPHAN, com uma Cópia no Arquivo Nacional e uma Cópia Digital na Superintendência Regional, onde se localiza o Bem documentado.

15.    AEROFOTOGRAMETRIA

15.1 - MAPEAMENTO AEROFOTOGRAMÉTRICO:

A documentação que compõe o Cadastro Fotogramétrico de um monumento ou sítio deve ser instruída por imagens ou mapeamentos, que o contextualizem em relação ao espaço geográfico que o circunvizinha.

Assim, em função das características do monumento e do local onde está situado, podemos adotar mapas cadastrais com escalas grandes ou médias, ou ainda, imagens de fotografias aéreas já existentes. Como regra geral deve ser considerada a identificação dos documentos cartográficos existentes e disponíveis à obtenção, de forma a evitar que haja dispêndio significativo de recursos, na representação do sítio histórico.

No caso particular do Castelo de Garcia D’Avila, objeto do trabalho, as imagens de fotografias aéreas já existentes, bem como o mapeamento aerofotogramétrico também já disponível, foram de imensa utilidade na identificação das cercanias do Castelo e na delimitação e detalhamento do sítio histórico e arqueológico deste monumento.

Como recomendada, foi executada uma pesquisa junto às principais empresas produtoras de imagens aerofotogramétricas do Brasil. Na Aerofoto Cruzeiro, situada no Rio de Janeiro, foi identificada a existência de um recobrimento aerofotogramétrico na escala aproximada de 1:20.000, a partir da qual foram elaboradas ampliações fotográficas em escala aproximada de 1:5.000, e de um mapeamento cadastral na escala de 1:5.000, que foram utilizados nos trabalhos de planejamento das operações de campo e à representação das cercanias do sítio histórico.

15.2 - IMAGENS SATELITAIS:

Como perspectiva futura à contextualização geográfica dos monumentos objeto de documentação fotogramétrica, podemos considerar a adoção de imagens satelitais de resolução espacial de 1 (um) metro, como as que hoje já são rastreadas pelo satélite Ikonos. Neste momento, entretanto, em função do pioneirismo destas imagens orbitais e da não consolidação da prática comercial de sua distribuição, as cenas rastreadas ainda apresentam custos de obtenção incompatíveis com o empreendimento da documentação de monumentos mais simples e em larga escala.

16.    LEVANTAMENTO FOTOGRAMÉTRICO

Trabalho de campo realizado de 8 a 12.jan.2001

 

Fig. 3 – Tomada das fotos da fachada I

Fig. 4 – Medição eletrônica de distâncias

 

Foram tomadas todas as fotografias das fachadas externas com uma câmara Mamyia, sendo os negativos p&b (TMax 120) digitalizados em um scanner Microtek ScanMaker 5, com resolução ótica de 2000 dpi (dimensão do pixel = 12,5 µ m). As imagens foram armazenadas no formato TIFF, transferidas para a estação de trabalho fotogramétrica e gravadas em CD.

 

17.     OBTENÇÃO DE ORTOFOTOS NO PHOTOMODELER

17.1  - QUALIDADE DAS FOTOGRAFIAS

A qualidade das imagens digitalizadas foi considerada compatível com o nível de detalhamento requerido para o projeto, permitindo a identificação de tijolos e pequenos objetos.

17.2   - CONCEITO DE ORTOFOTO

Ortofoto é um produto fotográfico, obtido a partir de uma das fotografias orientadas e se constitui em uma projeção ortogonal do objeto.

 

Fig. 5 – Trabalho de escritório, no IME/DE6, utilizando o PhotoModeler

Fig. 6 – Ortofoto Digital em execução, no IME/DE6

 

17.3   - METODOLOGIA DE FUNCIONAMENTO DO SOFTWARE       

O software PhotoModeler opera a partir das fotos digitais tomadas de diferentes ângulos. A quantidade de fotos depende da extensão do objeto e do número de faces que se deseje retificar.

A montagem de um modelo, em três dimensões, de um determinado objeto é obtida da seguinte maneira:.

-   Inicialmente executa-se o software e cria-se um “projeto”;

-   indicam-se as fotos a serem incluídas no projeto;

-   procura-se distinguir os planos existentes na foto (com diferentes coordenadas Z, relativas às profundidades dos mesmos em relação à estação onde foi posicionada a câmara). As diferentes posições de tomada da foto permitem tirar dúvidas quanto à coplanaridade de um determinado conjunto de pontos.

-   Realiza-se, então, a materialização destes planos, delimitando áreas planas no objeto, seja por pontos (point mode) ou por linhas (line mode). A mesma área deve ser representada em todas as fotos que a contem, sendo necessário correlacionar os pontos homólogos nessas fotos (reference mode). Essa correlação orienta as fotografias, formando um modelo tridimensional do objeto, com coordenadas arbitrárias do próprio software.

A partir de medidas efetuadas em pontos nítidos no objeto pode-se orientar e colocar na escala real o modelo tridimensional.

A ortofoto é gerada, segundo um determinado plano (plano principal correspondente à uma fachada), definindo-se triângulos com a mesma coordenada Z , os quais irão também delimitar a área correspondente à imagem da ortofoto desejada. A foto utilizada para esta finalidade é a foto ortogonal à fachada.

17.4   - RESULTADOS OBTIDOS

Foram produzidas 2 Ortofotos coloridas, correspondentes às fachadas I e II (partes), que são apresentadas, junto a este Cadastro Fotogramétrico, como exemplos de produtos.

17.5   - CONTROLE DOS RESULTADOS

A qualidade do trabalho pode ser verificada medindo-se distâncias entre pontos a partir da tabela de coordenadas, calculada pelo software, e comparando estas medidas com a distância real obtida com trena, diretamente no objeto. A recomendação aceita internacionalmente, para documentação de monumentos, é que a discrepância encontrada não ultrapasse 2 (dois) cm.

 

Fig. 7 – Ortofoto Digital executada no IME/DE6

Fig. 8 – Ortofoto Digital executada no IME/DE6

 

18.    GERAÇÃO DE ORTOFOTOS PARA DOCUMENTAÇÃO PRECISA DE MONUMENTOS E SÍTIOS ARQUITETÔNICOS E ARQUEOLÓGICOS, no sistema digital SocetSet, LHSystems - FCT-Unesp

18.1- DIGITALIZAÇÃO DAS FOTOGRAFIAS

Os negativos coloridos, tomados com uma câmara Mamyia e digitalizadas foram transferidas para a estação de trabalho fotogramétrica e gravadas em CD.

18.2- ORIENTAÇÃO

Para o processamento das imagens digitalizadas foi usado o Sistema Fotogramétrico Digital da LHSystems, o SocetSet v4.2.1, de propriedade da Unesp.

As imagens digitalizadas foram importadas e foi realizada a orientação interior. Para esta orientação foram usadas coordenadas aproximadas dos cantos do frame fotográfico, gerados pela medição das coordenadas da imagem, em um dos negativos. Foram importadas 4 imagens, formando 2 estereomodelos que cobrem uma das fachadas do Castelo.

Na orientação interior foi utilizada a distância focal nominal da câmara e desprezados os coeficientes de distorção ótica e deslocamento do ponto principal. Está em andamento um projeto de calibração rigorosa da câmara. Os resíduos após uma transformação plana de 6 parâmetros (afim) foram inferiores a 3 pixels.

Após a orientação interior fez-se a triangulação das imagens, que consiste em obter os parâmetros de orientação exterior de cada estação. Pode-se realizar a orientação relativa e posteriormente a orientação absoluta. Neste projeto, foi realizada a orientação simultânea, usando os pontos sinalizados e levantados em campo.

Estes pontos de apoio foram levantados por métodos simplificados, medindo-se distâncias na direção horizontal (coordenada X), estimando-se a coordenada Y (alinhamento vertical) e considerando-se todos os pontos da fachada de mesmo Z.

18.3 - GERAÇÃO DE ORTOFOTOS

Usando o Modelo Numérico da Superfície, a imagem digitalizada e seus parâmetros de orientação, foi possível gerar uma ortofoto do monumento, que representa uma projeção ortográfica em escala do objeto. A vantagem da ortoimagem é que podem ser realizadas medidas sobre a reprodução, com confiabilidade, já que a mesma é equivalente, do ponto de vista geométrico, a uma restituição.

18.4- COMENTÁRIOS SOBRE A METODOLOGIA EMPREGADA

O produto com maior potencial de uso é a ortofoto, por ser de geração rápida e demandar pouco tempo de operação especializada, além de permitir aos usuários a identificação de feições de seu interesse, o que é difícil para o não especialista.

Confirmou-se que é viável o uso de câmaras não métricas, desde que sejam sinalizados alvos e determinadas suas coordenadas de terreno.

A metodologia de levantamento dos pontos de apoio usando medidas lineares pode ser considerada adequada, devido à sua simplicidade e por levar a resultados confiáveis.

É importante ressaltar, que foram utilizados equipamentos de boa qualidade (câmara, scanner e restituidor digital) e a adoção de dispositivos de qualidade inferior podem levar a resultados diversos, que precisariam ser investigados antes de se concluir sobre sua aplicabilidade

19.    RETIFICAÇÃO DE IMAGENS NA DOCUMENTAÇÃO PRECISA DE SÍTOS ARQUEOLÓGICOS

Com o intuito de registrar e otimizar a documentação de todos os achados arqueológicos, na posição em que foram encontrados e, conseqüentemente, realizar a documentação fotográfica do Castelo da Torre, a técnica fotogramétrica é, sem dívida, o melhor procedimento.

O processo fotogramétrico, além de proporcionar coordenadas 3D, em laboratório, de cada ponto imageado, possibilita a repetição e/ou a realização de medidas em novos pontos.

Todo o procedimento de reconstrução por meios fotogramétricos deve, obrigatoriamente, passar por três etapas distintas: aquisição de imagens, processamento das informações e representação, segundo Bähr (1991).

Na etapa de aquisição das imagens, a operação consiste, basicamente, na captura das imagens com sensores (digitais ou analógicos), capazes de registrar a cena ou objeto a ser mapeado. A aquisição de imagens, com câmaras digitais, tem possibilitado a automação de algumas fases do processo fotogramétrico da produção de mapas (reconstrução), pois o processamento fotográfico não se faz necessário.

Uma das grandes vantagens que pode ser destacada no processo de obtenção das imagens digitais é a possibilidade de disponibilizá-las quase em tempo real, pois a visualização e a análise podem ser realizadas assim que capturadas pelo sensor e transmitidas ao computador e, em algumas câmaras que têm uma tela acoplada, a visualização torna-se, de fato, em "tempo real".

19.1 - MATERIAIS UTILIZADOS:

-   01 – câmara Digital - Kodak DC210

-   distância focal: 29 mm (equivalente a uma câmara analógica de 35 mm).

-   Resolução (pixel): 1152 x 864 pixels

-   01 – Notebook – Toshiba

19.2 - TOMADA FOTOGRÁFICA (Praia forte)

O processo fotogramétrico para determinação das coordenadas tridimensionais dos pontos tem, como pré-requisito, tomadas fotográficas de pelo menos dois pontos de vista distintos, que retratem a mesma área a ser reconstruída.

 

Fig. 9 – Documentação arqueológica

O procedimento de tomada fotográfica deve ser uma operação cuidadosa, para responder à necessidade técnica, na formação do par estereoscópico: duas fotos consecutivas devem retratar uma mesma área a partir de dois pontos de vista distintos.

Foram documentados, com fotografias, dois muros (enterrados), um esqueleto (trincheira) nos arredores da capela e um arco (possível passagem) sob uma parede do Castelo.

19.3 - PROCESSAMENTO DAS INFORMAÇÕES

A elaboração de um mapa (digital), ou a determinação das coordenadas dos pontos fotogrametricamente, deve formar um modelo tridimensional do objeto imageado.

Matematicamente, o processo de reconstrução consiste no ajustamento dos pares de feixes em perspectiva (imagens) das duas fotografias adjacentes envolvendo rotações e translações de cada feixe. Estes feixes são definidos pelas equações de colinearidade. Genericamente, a determinação das coordenadas 3D dos pontos do objeto a partir das imagens tomadas adequadamente, é realizada medindo-se as suas coordenadas na tela do computador, que posteriormente serão processadas com referencia ao sistema de coordenadas dos pontos de apoio.

Cabe ressaltar, com respeito aos pontos de apoio levantados, que foi utilizado uma técnica de levantamento topográfico "simplificado" para determinar as coordenadas dos pontos de apoio. Esse procedimento é baseado na condição que os pontos de apoio estão situados num mesmo plano, no caso, o plano definido por algumas feições no monumento. Assim, para realizar o levantamento é necessário medir somente à distância entre dois pontos (mais distante possível) com a mesma altura (altitude).

19.4 - COMENTÁRIOS SOBRE A UTILIZAÇÃO DE CÂMARAS DIGITAIS

Os procedimentos de documentação de monumentos históricos, utilizando-se câmaras digitais, podem ser aplicados, conforme verificamos pelos resultados apresentados.

No entanto, considerando que atualmente a resolução das câmaras digitais é baixa, podem não ser obtidos resultados semelhantes aos obtidos por métodos analógicos.

Assim, faz-se necessário uma verificação mais apurada destes procedimentos, principalmente, uma comparação dos dois procedimentos, o analógico e o digital.

Finalmente, com o rápido desenvolvimento da tecnologia, há uma expectativa quanto ao aperfeiçoamento das câmaras digitais, o que eliminará esses fatores que prejudicam a qualidade geométrica da reconstrução do objeto fotografado.

 

20.    METODOLOGIA – INTRODUÇÃO

A Fotogrametria é um método preciso de documentação de objetos tridimensionais. Os resultados dessa documentação, sejam eles ortofotos, restituições (desenhos) com ou sem curvas de nível ou pontos cotados, ou a combinação de ortofotos e restituição, permitem avaliações do estado da obra e medições de alta precisão em curto prazo.

Para a documentação de um bem patrimonial, empregando a Fotogrametria, é preciso definir o método e o programa de computação específico a ser adotado.

Este roteiro apresenta uma metodologia simples, abrangendo os trabalhos de documentação de patrimônio construído.

A metodologia baseia-se nos resultados obtidos no decorrer de trabalhos de documentação e nas informações colhidas em recomendações internacionais, em manuais de programas de computação fotogramétricos, etc.

As condições de levantamento fotográfico / fotogramétrico, reunidas a seguir, independem do equipamento fotográfico escolhido e se aplicam a máquinas fotográficas de qualquer formato (6 x 6; 6 x 7; 24 x 36 mm). Recomenda-se, entretanto, que os aparelhos sejam de fabricantes de qualidade internacionalmente reconhecida, com objetivas de qualidade e bom desempenho, entre eles os das marcas Hasselblad, Pentax, Rollei e Mamiya em formato médio (6 x 6 e 6 x 7), e Nikon, Canon, Olympus, Pentax, Leica e Minolta, em formato 24 x 36. Essas recomendações aplicam-se também a câmaras fotográficas digitais.

20.1 - ESCOLHA DO MÉTODO

A escolha do método, isto é, se a documentação será feita segundo o processo estereoscópico ou de interseção, será precedida de uma visita de reconhecimento ao imóvel. As formas da edificação, sua implantação, os acidentes do terreno e as dificuldades do local serão consideradas para a escolha do método.

20.2 - ESTEREOSCOPIA

O método de levantamento que emprega a estereoscopia pressupõe o recobrimento do imóvel por pares de fotografias tiradas perpendicularmente em relação às fachadas e segundo eixos paralelos entre si. Por este método é possível visualizar a edificação em terceira dimensão.

-   Interseção

Pelo método da interseção fotografa-se o imóvel segundo ângulos próximos de 90º e perpendicularmente, tantas vezes quantas forem necessárias para recobrir o prédio inteiramente.

20.3 - CALIBRAÇÃO DA CÂMARA

O primeiro levantamento realizado por um conjunto câmara/objetiva e scanner, quando for o caso, deve servir para definir diversos pontos importantes, entre eles os que permitirão a calibração da câmara e o conhecimento das distorções causadas pela objetiva. Caso o procedimento fotogramétrico a ser adotado seja baseado na estereoscopia, será preciso tirar fotografias num campo de provas e calibrar a câmara, empregando-se um mono ou estereocomparador ou um restituidor analítico ou digital. Se o programa adotado para produzir a documentação operar por interseção, isso não será necessário, porque a calibração da câmara será executada pelo próprio programa.

 

20.4 - CÂMARAS FOTOGRÁFICAS

De um modo geral as câmaras fotográficas, de boa qualidade, podem ser usadas na documentação fotogramétrica. Excetuam-se desse conjunto:

-   aquelas cujo sistema de focalização automática não permite que se desative esta função. A razão disso é que, a cada nova posição da máquina, uma nova distância focal será estabelecida. Manter esta distância constante é importante;

-   as câmaras que não produzam negativos, como as Polaroid, não devem ser usadas;

-   as câmaras descartáveis, cujas objetivas são de má qualidade também devem ser evitadas.

20.5 - OBJETIVAS

A cada formato de fotograma corresponde uma objetiva, cuja distância focal pode ser classificada como "normal". Esse valor é definido pela diagonal do formato do fotograma. Assim, para um fotograma que mede 24 x 36 mm, a medida arredondada da diagonal é de 50 mm. Para o formato 6 x 6 ou 6 x 7 cm, a diagonal é de cerca de 90 mm.

Abaixo desses valores, temos as objetivas consideradas grandes angulares; acima estão as teleobjetivas.

Para atividades fotogramétricas, a melhor opção será empregar uma objetiva grande angular, cuja distância focal se situe entre 24 e 35 mm. Para câmaras de formato médio (6x6 ou 6x7 cm), podem ser empregadas objetivas entre 47 e 60 mm.

Caso a câmara seja equipada com um "zoom" curto (objetiva de distância focal variável em que a maior distância focal seja inferior a uma teleobjetiva), o ideal é fixar a objetiva na posição de menor distância focal e impedir sua variação, colocando um pedaço de fita adesiva sobre o anel de focalização, para certificar-se de que não haverá variação.

20.6 - FILME

A questão da conservação dos materiais fotográficos é de grande importância num país como o Brasil, em que ocorrem grandes variações de temperatura e umidade relativa durante o ano. Os materiais fotográficos mais estáveis são os filmes preto e branco e os diapositivos em cores, desde que revelados e estabilizados em laboratórios profissionais.

A sensibilidade de um filme à luz é medida por normas conhecidas pelas siglas ASA, DIN ou ISO. Quanto maior for este valor, mais sensível será o filme. Quanto menor, maior será a sua resolução. Se a cor do edifício ou do objeto que está sendo documentado é importante para a constituição da sua documentação, um filme diapositivo de sensibilidade baixa (64 ou 100 ISO) é considerado. Os filmes negativos em cores costumam esmaecer com o passar do tempo. Se a cor do objeto for importante, o filme deve ser revelado e copiado em laboratório profissional, para garantir a reprodução das cores. Fotografe tendo uma escala padrão de cores (Kodak, MacBeth, IT8 ou a do IFRAO) junto do objeto.

Não se deve fazer economia com filmes, durante o levantamento fotográfico, pois o custo de um eventual retorno ao local, para repetir o trabalho, será muito mais elevado. Filmes fotográficos preto e branco não são muito caros.

 

20.7 - ARQUIVAMENTO

É importante lembrar que o verdadeiro documento fotogramétrico é o negativo. Portanto, deve-se tomar todo o cuidado para o seu arquivamento, evitando que arranhe ou se deteriore. Deve-se evitar cortar os negativos, mantendo-os esticados e agrupados em tiras de seis, no caso de filmes 35 mm. Ao cortar o filme, fazê-lo na área desprovida de imagem. Os quatro cantos do negativo são pontos de referência para medições.

20.8 - OUTROS

Diversos outros aspectos da Metodologia constam do CADASTRO FOTOGRAMÉTRICO entregue ao IPHAN, que, em virtude da falta de espaço físico, não estão aqui transcritos.

 

21.    VIABILIDADE DO TRABALHO

A parceria entre o Ministério da Cultura – Secretaria do Patrimônio Museus e Artes Plásticas/Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional – IPHAN e a Fundação Ricardo Franco, de apoio ao Instituto Militar de Engenharia – IME, através de um Convênio, assinado em 26 de dezembro de 2000, tornou viável o Projeto Documentação Precisa de Monumentos e Sítios, que teve a Coordenação Geral do Engenheiro Militar Christovão de Ávila, com a participação de um GRUPO DE TRABALHO, composto de técnicos e especialistas, no mais alto grau de excelência, dentro das diversas áreas envolvidas, além do apoio de diversas Instituições.

 

 

22.    CONVÊNIO No: 383/2000 – CGPRO/SPMAP

PROCESSO No: 01400.007425/2000-16

 

 

Ministério da Cultura, Brasília – DF

Francisco Weffort – Ministro

Fundação Ricardo Franco, Rio – RJ

Rubens Bayma Denys – Gen., Presidente

Edival Ponciano de Carvalho – Gen., Vice-Pres

Roberto Aiex – Cel., Secretário Geral

Ruy Palazzo – Cel., Sub-Secretário

Instituto Militar de Engenharia-IME, Rio – RJ

José Carlos Albano do Amarante – Gen., Cmt

Daniel Genovese Filho – Cel., Ch Depto Eng Cart

IPHAN, Brasília – DF

Carlos Henrique Heck – Presidente

IPHAN – DID, Brasília – DF:

Célia Maria Corsino – Diretora

 

 

23.    GRUPO DE TRABALHO

 

Do Rio de Janeiro:

Adler Homero Fonseca de Castro, Arquiteto, IPHAN – DPROT

Gilson Dimenstein Koatz, Fotógrafo, MSc

Herbert Johannes Bernhard Erwes, Eng. Cartógrafo, Prof IME – CIPA

Hanns Juergen Carl von Studnitz, Eng. Cartógrafo

José Neves Bittencourt, Doutor em História – MHN

Luiz Castelliano de Lucena, Cel. Eng. Militar – IME

Luiz Felipe Resende de Avila Pires, Secretário – AHIMTB

Luiz Henrique Guimarães Castiglione, Eng. Cartógrafo, Prof. – UERJ

Walter da Silva Prado, Eng. Militar, Cel. Prof., MSc – IME

 

De fora do Rio de Janeiro:

Antonio Cheli, Fotogrametrista, Prof. Univ. La Plata – ICOMOS / CIPA, Argentina

Antonio Maria Garcia Tommaselli, Eng. Cartógrafo, Prof. Dr. – UNESP, Pres. Prudente, SP

Júlio Kiyoshi Hasegawa, Eng Cartógrafo, Prof. Dr. – UNESP, Pres. Prudente, SP

Rosângela C. Cortez Thomaz, Arqueóloga – UNESP, Pres. Prudente, SP

 

Consultoria em Fotogrametria:

Camillo José Martins Gomes, Eng. Cartógrafo, Cel. Prof., IME UERJ – ICOMOS / CIPA

Jorge Luis Nunes e Silva Brito, Eng Cartógrafo, Cel. Prof. PhD – IME

 

Coordenação Geral do Projeto:

Christovão Dias de Avila Pires Junior, Eng. Militar Fort. Constr. – CCPCTorre / IGHB

 

24.    AGRADECIMENTOS

 

AEROFOTO CRUZEIRO S. A., RJ: Jorge Luz Filho  – Diretor Presidente

ARQUIVO NACIONAL, RJ: Jaime Antunes da Silva – Diretor

FUNDAÇÃO GARCIA D’AVILA, Praia do Forte, BA: Klaus PetersPresidente

INSTITUTO GEOGRÁFICO E HISTÓRICO DA BAHIA: Consuelo Ponde de SenaPresidente

INSTITUTO HISTÓRICO E GEOGRÁFICO BRASILEIRO–IHGB, RJ: Arno Wehling Presidente

IPHAN – 7a SR, Salvador, BA:  Etelvina Rebouças – Superintendente

IPHAN – DEPROT, RJ: Ricardo de Holanda – Diretor

MUSEU HISTÓRICO NACIONAL, RJ: Vera Lúcia Bottrel Tostes – Diretora

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