A FOTOGRAMETRIA APLICADA AO ESTUDO MULTI-TEMPORAL DE...

UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

A FOTOGRAMETRIA APLICADA AO ESTUDO MULTI-TEMPORAL DE MOVIMENTOS DE VERTENTE

Francisco Magalhães Sequeira

MESTRADO EM CIÊNCIAS E ENGENHARIA DA TERRA

2006

UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

A FOTOGRAMETRIA APLICADA AO ESTUDO MULTI-TEMPORAL DE MOVIMENTOS DE VERTENTE

Francisco Magalhães Sequeira

Dissertação orientada pelo Prof. Doutor João Catalão Fernandes

MESTRADO EM CIÊNCIAS E ENGENHARIA DA TERRA

2006

A fotogrametria aplicada ao estudo multi-temporal de movimentos de vertente

Francisco M. Sequeira iii

“Ad augusta per angusta”

Que este meu trabalho seja uma

luz nas caminhadas futuras.


Francisco M. Sequeira iv


Francisco M. Sequeira v

Resumo Os movimentos de vertente são uma das principais fontes de risco geológico em Portugal.

Uma das possíveis formas de analisar espaço-temporalmente com precisão este tipo de

fenómenos é com o recurso a uma boa série de cobertura fotogramétrica da área de estudo e

um bom controlo topográfico.

A presente dissertação teve como objectivo o estudo de viabilidade de aplicação de técnicas

fotogramétricas automáticas na construção de Modelos Digitais de Terreno (MDT) rigorosos,

de modo a obter uma definição precisa e detalhada da morfologia do terreno, de forma a poder

distinguir os movimentos de massa de elevadas dimensões, ao nível do estudo da estabilidade

de vertentes e ao nível da sua evolução temporal.

O estudo foi centralizado na área do Cabeço do Facho em São Martinho do Porto e abrange

uma série temporal de 53 anos, com seis épocas de estudo, iniciando-se no primeiro voo

fotogramétrico da zona, efectuado em 1947, continuando com dados relativos aos anos de

1957, 1972, 1983, 1991, e terminando no ano de 2000.

O apoio topográfico, realizado em 2004, permitiu obter pontos fotogramétricos (PF) comuns

em todas as épocas de estudo, sendo por isso considerados pontos imutáveis ao longo do

tempo.

Após o processamento da orientação dos pares fotogramétricos referentes a cada ano da série

temporal, efectuou-se uma análise, com o voo mais recente, no sentido de determinar qual o

melhor método a aplicar na criação, em cada época, dos respectivos MDTs, em face das

opções fornecidas pelo software de modelação tridimensional do terreno ISAE, da

Zeiss/Intergraph. Assim sendo, procedeu-se à aquisição manual e à aquisição automática de 8

MDTs. Utilizando os PFs da área foi efectuada uma comparação entre o valor da altitude do

PF e o respectivo valor obtido na aquisição manual do MDT, verificando-se que o valor

médio das diferenças era igual a 0.432 metros, sendo o desvio-padrão igual a 0.089 metros,

podendo-se afirmar que a aquisição manual tinha ocorrido de uma forma bastante satisfatória.

Posteriormente as 7 representações numéricas do terreno adquiridas automaticamente foram

comparadas com o MDT adquirido manualmente, verificando-se que, para a área de estudo, o

melhor método a aplicar era considerar o terreno do tipo montanhoso e aplicar o filtro de

adoçamento médio na reconstrução automática da sua superfície.


Francisco M. Sequeira vi

As linhas de costa de cada época foram adquiridas, por processo de restituição fotogramétrica,

de modo a fornecer informação geomorfológica ao software no momento da aquisição

automática das superfícies digitais de terreno temporais, bem como para o estudo da evolução

das movimentações da linha delimitadora entre a terra e o mar ao longo do tempo.

Processados automaticamente os 6 Modelos Digitais de Terreno, correspondentes a cada fase

de análise, verificou-se que as superfícies geradas representavam a realidade do terreno em

cada ano considerado e que a precisão altimétrica era melhor que 0.5 metros para as épocas de

2000, 1991, 1983, 1972 e 1957, e na ordem de 1.5 metros para o ano de 1947.

Com base na informação obtida é efectuada uma análise à evolução do terreno ao longo do

tempo.

A principal conclusão deste estudo é que MDTs gerados automaticamente por estereo-

correlação, baseados em fotografias aéreas verticais, são uma poderosa ferramenta na

avaliação do perigo de movimentos de vertente e no estudo do seu movimento, permitindo

criar superfícies topográficas digitais de elevada precisão que sirvam de entrada para as

avaliações ou simulações numéricas. Relativamente à linha de costa concluiu-se que existe

uma tendência de recuo na área de estudo.

Palavras-chave: Movimentos de Vertente, Fotogrametria, Modelo Digital de Terreno,

Estéreo-correlação


Francisco M. Sequeira vii

Abstract Landslide movements are one of the main sources of geologic hazard in Portugal. Its

evaluation and analysis has been the subject of several studies with a large range of

techniques. Photogrammetric techniques are one of the most used techniques because of its

high temporal resolution and range and high spatial precision when complemented with a

good topographical control and high precision instruments.

The main objective of this work is the analyze the feasibility of automatic photogrammetric

techniques on the computation of rigorous Digital Terrain Models (DTM), in order to derive a

detailed land morphology definition and to detect and measure large mass movements

allowing the stability evaluation and its secular evolution.

The study area was Cabeço do Facho, in São Martinho do Porto, and includes a secular series

of 53 years, with six flights: beginning in 1947, followed by 1957, 1972, 1983, 1991, and

finishing with 2000 flight.

In 2004 a topographic survey was made aimed to coordinate a set of photogrammetric points

identifiable in all aerial surveys. These points were the input data for a multi-temporal aerial

triangulation, including all six flights, deriving the exterior orientation of each photo within a

common reference frame.

After the orientation phase (interior and absolute) an analysis was performed in order to

determine the best method to derive the DTM by automatic stereo-correlation. Several DTM

were constructed with different parameterisations using the three-dimensional terrain

modulation software ISAE from Zeiss/Intergraph. Also a manual acquisition was performed

to benchmark the other automatic acquisitions. The photogrammetric points were used to

evaluate the DTMs and it was verified that the manual acquisition had a mean residual of

0.432 meter, with a standard deviation of 0.089 meters. We may conclude that the manual

acquisition had a very good precision although there was a slightly small bias on the heights.

From the comparison of all tests against the manual acquisition it was concluded that the best

parameterisation was obtained when the ground was considered of the mountainous type and

the smoothing filter was medium.

The shoreline of each epoch was acquired by photogrammetric restitution, in order to supply a

complementary geomorphologic input to the automatic software, as well as the study of the


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evolution of the coastline throughout the time of study. The optimal parameterization was

applied to each epoch and six DTMs were derived representing the reality of the terrain, in

each year of analysis. The estimated precision of these DTM were better than 0.5 meters for

2000, 1991, 1983, 1972 and 1957, and around 1.5 meters for 1947.

The dissertation is also completed with the analysis of the morphological land evolution in the

secular series.

The main conclusion of this study is that the DTMs computed from automatic stereo-

correlation based on photogrammetric aerial photos, properly handled, are a strong tool for

landslide hazard evaluation and for mass movement studies allowing the computation of high

precision topographic surfaces that would serve as input for numerical evaluations or

simulations. As for the coastline, we concluded that there is a predisposition of retreat of the

beach line in the study area.

Keywords: Landslide, Photogrammetry, Digital Terrain Model, Stereo-correlation


Francisco M. Sequeira ix

Índice

RESUMO

ABSTRACT

LISTA DE TABELAS

LISTA DE FIGURAS

LISTA DE ABREVIATURAS

AGRADECIMENTOS

CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO

1.1. Enquadramento do Trabalho ............................................................................................. 1

1.2. Objectivos ......................................................................................................................... 3

1.3. A Secção de Fotogrametria do Instituto Geográfico do Exército ..................................... 4

1.4. Área de Estudo .................................................................................................................. 6

1.5. Organização do Trabalho ................................................................................................ 11

CAPÍTULO II – MODIFICAÇÕES DETECTADAS NO TERRENO POR

PROCESSOS DE FOTOGRAMETRIA

2.1. Considerações Sobre o Processo de Obtenção de Modelos Digitais de Terreno............ 13

2.2. Estudos Sobre a Aquisição de Modelos Digitais de Terreno.......................................... 15

2.3. A Importância da Textura das Imagens .......................................................................... 17

2.4. Investigações de Avaliação da Erosão Costeira.............................................................. 18

2.5. As Investigações Sobre a Evolução do Litoral Português .............................................. 21


Francisco M. Sequeira x

CAPÍTULO III – O PROCESSO FOTOGRAMÉTRICO

3.1. Objectivo da Fotografia Aérea ........................................................................................23

3.2. Obtenção de Fotografias Aéreas......................................................................................24

3.3. Digitalização das Fotografias ..........................................................................................25

3.4. Orientações Fotogramétricas ...........................................................................................29

3.5. Triangulação Aérea..........................................................................................................34

3.5.1. A Triangulação Aérea Automática ......................................................................34

3.5.2. O software ISAT (ImageStation Automatic Triangulation) ................................36

3.6. Geração Automática de Modelos Digitais de Terreno ....................................................39

3.6.1. Definição de Modelo Digital de Terreno .............................................................39

3.6.2. O software ISAE (ImageStation Automatic Elevations)......................................40

3.6.3. Construção da Superfície do Modelo Digital de Terreno ....................................47

3.6.3.1. Modelo TIN...........................................................................................48

3.6.3.2. Modelo GRID .......................................................................................49

CAPÍTULO IV – EXTRACÇÃO DOS MODELOS DIGITAIS DE

TERRENO

4.1. Definição da Série Temporal Para a Área de Estudo ......................................................51

4.2. Digitalização dos Diapositivos da Série Temporal..........................................................53

4.3. Apoio Topográfico e Pontos Fotogramétricos.................................................................54

4.4. Orientação dos Pares Estereoscópicos.............................................................................57

4.5. Estudo do Método a Utilizar na Aquisição Automática dos Modelos Digitais de

Terreno .............................................................................................................................64

4.6. Aquisição Automática dos Modelos Digitais de Terreno para as Seis Épocas de

Estudo...............................................................................................................................66

CAPÍTULO V – VARIAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DOS

MOVIMENTOS DE VERTENTE

5.1. Representação dos Seis Modelos Digitais de Terreno.....................................................75

5.2. Análise da Evolução da Linha de Costa ..........................................................................80

5.3. Alterações ao Volume do Terreno...................................................................................94


Francisco M. Sequeira xi

CAPÍTULO VI – CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS

6.1. Conclusões e Considerações Finais .............................................................................. 107

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 111

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 117

ANEXOS

Anexo 1 – Certificados de Calibração das Câmaras Aéreas Utilizadas............................... 119

Anexo 2 – Coordenadas das Marcas Fiduciais para os Voos de 1947 e 1957..................... 133

Anexo 3 – Croquis dos Pontos Fotogramétricos.................................................................. 137

Anexo 4 – Valores Estatísticos de Área e Volume .............................................................. 173


Francisco M. Sequeira xii


Francisco M. Sequeira xiii

Lista de Tabelas

Tabela 4.1 – Voos na área de São Martinho do Porto. ............................................................. 52

Tabela 4.2 – Caracterização das fotografias aéreas nas 6 épocas de estudo. ........................... 52

Tabela 4.3 – Definição do pixel de digitalização e correspondentes valores no terreno.......... 53

Tabela 4.4 – Coordenadas HGDLx dos Pontos Fotogramétricos e respectiva precisão

estimada no ajustamento. .................................................................................... 57

Tabela 4.5 – Valores de parametrização dos 6 projectos fotogramétricos. .............................. 58

Tabela 4.6 – Valores resultantes do processo fotogramétrico. ................................................. 60

Tabela 4.7 – Erro médio quadrático da orientação absoluta das 6 épocas. .............................. 61

Tabela 4.8 – Comparação altimétrica para as 6 épocas em estudo. ......................................... 62

Tabela 4.9 – Erro de posicionamento em altimetria. ............................................................... 63

Tabela 4.10 – Dados de comparação entre o MDT manual e os MDT`s gerados. .................. 66

Tabela 4.11 – Definição teórica do valor de grelha a utilizar. ................................................. 67

Tabela 4.12 – Comparação altimétrica para os 6 Modelos Digitais de Terreno. .................... 69

Tabela 4.13 – Parâmetros estatísticos relativos à comparação altimétrica para os 6 MDT. ... 69

Tabela 5.1 – Valores de altitude máxima e respectivo erro associado para a área de

estudo, nas diferentes épocas consideradas. ....................................................... 79

Tabela 5.2 – Valores numéricos relativos ao cálculo da evolução da linha de costa no

período de 1947 a 1957. ..................................................................................... 86


período de 1957 a 1972. ...................................................................................... 87


período de 1972 a 1983. ...................................................................................... 88


período de 1983 a 1991. ...................................................................................... 90


Francisco M. Sequeira xiv


período de 1991 a 2000. .......................................................................................91


período de 1983 a 2000. .......................................................................................92


período de tempo em estudo. ...............................................................................94

Tabela 5.9 – Valores máximos de altitude para as áreas A e B. ...............................................95

Tabela 5.10 – Valores estatísticos de área e volume para a área de estudo A. .........................96

Tabela 5.11 – Valores estatísticos de área e volume para a área de estudo B. .........................96


Francisco M. Sequeira xv

Lista de Figuras

Figura 1.1 – Actividades da Secção de Fotogrametria. .............................................................. 5

Figura 1.2 – Localização da área de estudo................................................................................ 6

Figura 1.3 – Vista geral de São Martinho do Porto. ................................................................... 7

Figura 1.4 – Falésias na zona do Facho...................................................................................... 7

Figura 1.5 – Esboço geomorfológico da região litoral entre a Nazaré e Peniche....................... 8

Figura 1.6 – Localização da zona de estudo A. ........................................................................ 10

Figura 1.7 – Localização da zona de estudo B. ........................................................................ 10

Figura 3.1 – PhotoScan TD. ..................................................................................................... 25

Figura 3.2 – Orientação de diapositivos no PhotoScan............................................................ 26

Figura 3.3 – Foto digitalizada com resoluções diferentes. ....................................................... 26

Figura 3.4 – Filtro Gaussian..................................................................................................... 28

Figura 3.5 – Níveis de cinzento de uma imagem original. ....................................................... 28

Figura 3.6 – Multiplicação dos valores de cinzento pelo filtro Gaussian. ............................... 28

Figura 3.7 – Valor de cinzento do pixel central por aplicação do filtro Gaussian. .................. 29

Figura 3.8 – Valores de cinzento da imagem após aplicação do filtro Gaussian..................... 29

Figura 3.9 – Marcas fiduciais de uma fotografia...................................................................... 30

Figura 3.10 – Ângulos de atitude do avião ω, φ ,κ. .................................................................. 31

Figura 3.11 – Condição de colinearidade. ................................................................................ 31

Figura 3.12 – Intersecção espacial para seis imagens. ............................................................. 35

Figura 3.13 – Triângulo formado no espaço entre os feixes perspectivos e a linha de voo. .... 35

Figura 3.14 – Tarefas mais importantes da cadeia de produção do ISAT................................ 37

Figura 3.15 – Ambiente Windows do projecto com os ficheiros criados pelo ISAT. .............. 38

Figura 3.16 – Estrutura piramidal............................................................................................. 41


Francisco M. Sequeira xvi

Figura 3.17 – Modelação 3D.....................................................................................................42

Figura 3.18 – Interpolação finita de um elemento. ...................................................................42

Figura 3.19 – Worflow de produção automática de MDT`s utilizando o software ISAE. ........46

Figura 4.1 – Imagem aérea com a localização dos PF`s. ..........................................................55

Figura 4.2 – Exemplo de um registo de PF (PF103).................................................................59

Figura 4.3 – Gráfico com a representação das diferenças de valor altimétrico dos PF`s. ........63

Figura 4.4 – Indicação da área teste dentro da área de estudo temporal...................................64

Figura 4.5 – Modelo Digital de Terreno para a época de estudo de 2000. ...............................71





Figura 4.10 – Modelo Digital de Terreno para a época de estudo de 1947. .............................73

Figura 5.1 – Representação 2D do Modelo Digital de Terreno do ano de 2000. .....................76






Figura 5.7 – Fotografia, dos anos Cinquenta do Século XX, no morro do Facho,

avistando-se a Nazaré...........................................................................................80

Figura 5.8 – Linha de costa para as 6 épocas de estudo, enquadradas na informação

vectorial da Folha 316 da Série M888 do IGeoE de 2001. ..................................81

Figura 5.9 – Linha de costa referente à época de 1947 inserida no extracto da Folha 316 –

4.ª Edição, do IGeoE. ...........................................................................................82


Francisco M. Sequeira xvii

Figura 5.10 – Linha de costa referente à época de 1957 inserida no extracto da Folha 316

– 4.ª Edição, do IGeoE......................................................................................... 82


– 4.ª Edição, do IGeoE......................................................................................... 83


– 4.ª Edição, do IGeoE......................................................................................... 83


– 4.ª Edição, do IGeoE......................................................................................... 83


– 4.ª Edição, do IGeoE......................................................................................... 84

Figura 5.15 – Identificação dos 8 troços considerados............................................................. 85

Figura 5.16 – Evolução da linha de costa no período de 1947 a 1957. .................................... 86






Figura 5.22 – Localização da zona de estudo A com a visualização do terreno obtida pela

fotografia 3417 do voo FAP de 1991. ................................................................. 94

Figura 5.23 – Localização da zona de estudo B com a visualização do terreno obtida pela

fotografia 3417 do voo FAP de 1991. ................................................................. 95

Figura 5.24 – Variação de volume verificada na área A. ......................................................... 97

Figura 5.25 – Alteração de volume verificada entre os planos de referência de 10 em 10

metros para as épocas de estudo, na área A......................................................... 97

Figura 5.26 – Variação de volume verificada na área B. ......................................................... 98

Figura 5.27 – Alteração de volume verificada entre os planos de referência de 10 em 10

metros para as épocas de estudo, na área B......................................................... 98

Figura 5.28 – Área A – Análise volumétrica entre 1947 e 1957. ............................................. 99


Francisco M. Sequeira xviii

Figura 5.29 – Área A – Análise volumétrica entre 1957 e 1972. .............................................99

Figura 5.30 – Área A – Análise volumétrica entre 1972 e 1983. ...........................................100




Figura 5.34 – Área B – Análise volumétrica entre 1947 e 1957.............................................101





Figura 5.39 – Localização das linhas de perfil na área A, enquadradas no modelo TIN de

1947....................................................................................................................103

Figura 5.40 – Perfil da linha 1.................................................................................................103





Francisco M. Sequeira xix

Lista de Abreviaturas 2D – Bidimensional

3D – Tridimensional

AO – Absolute Orientation

ASTER – Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer

CAD – Computer Aided Design

CMP – CoMposit Color

CP – Centro de Projecção

DEM – Digital Elevation Model

DGM – Digital Ground Model

dpi – Dots Per Inch

DTM – Digital Terrain Model

EGM96 – Earth Gravity Model 96

ESRI – Environmental Systems Research Institute, Inc.

FAP – Força Aérea Portuguesa

GPS – Global Positioning System

GRID – Grelha Regular Quadrática ou Rectangular

HGDLx – Coordenadas Militares Hayford-Gauss Datum Lisboa

IGC – Instituto Geográfico e Cadastral

IGeoE – Instituto Geográfico do Exército

IGP – Instituto Geográfico Português

INGR – Intergraph

IPCC – Instituto Português de Cartografia e Cadastro

ISAE – ImageStation Automatic Elevations

ISAT – ImageStation Automatic Triangulation

ISDC – ImageStation DTM Collection

ISDM – ImageStation Digital Mensuration

ISFC – ImageStation Feature Collection

ISPM – ImageStation Photogrammetric Manager

ISSD – ImageStation Stereo Display

JPEG – Joint Photographic Experts Group

MDE – Modelo Digital de Elevação


Francisco M. Sequeira xx

MDT – Modelo Digital de Terreno

MIT – Massachusetts Institute of Technology

MNT – Modelo Numérico do Terreno

P/B – Preto e Branco

PF – Ponto Fotogramétrico

PPA – Principal Point of Autocollimation

PPS – Principal Point of Symmetry

RO – Relative Orientation

SAR – Synthetic Aperture Radar

SCE – Serviço Cartográfico do Exército

SCOP – Stuttgart Contour Program

SIG – Sistemas de Informação Geográfica

TA – Triangulação Aérea

TAA – Triangulação Aérea Automática

TGO – Trimble Geomatics Office

TIFF – Tagged Image File Format

TIN – Triangulated Irregular Network


Francisco M. Sequeira xxi

Agradecimentos A elaboração de um trabalho deste tipo requer uma série de apoios, sem os quais não seria

possível terminar esta dura jornada. Assim sendo, expresso os meus agradecimentos:

Ao Sr. Professor Doutor João Catalão pelo seu apoio, paciência, colaboração e orientação no

processo de elaboração deste trabalho;

Ao Sr. Professor Doutor Fernando Marques pela sua disposição para os esclarecimentos tidos

por conveniente;

Ao Instituto Geográfico do Exército (www.igeoe.pt), pela informação cartográfica fornecida e

pelas facilidades concedidas para a realização dos trabalhos fotogramétricos. Em especial

agradeço ao Chefe do Departamento de Aquisição de Dados, Sr. TCor António Jaime Gago

Afonso, e ao Chefe da Secção de Fotogrametria, Sr. Major Luís Henrique Ribeiro Crispim;

Ao Instituto Geográfico Português (www.igeo.pt), pelos dados cartográficos fornecidos

(fotografias aéreas e diapositivos a preto-e-branco), ao abrigo do Programa FIGIEE –

Programa de Informação Geográfica para Investigação, Ensino e Edição;

À empresa Geometral, especialmente ao colega Gonçalo, pelo apoio e auxílio prestado na

campanha de obtenção das coordenadas cartográficas dos pontos fotogramétricos;

Ao Sr. 1.º Sargento José Manuel Borges Teixeira Dias, do Instituto Geográfico do Exército,

por toda a colaboração e assistência prestada no decorrer do estudo fotogramétrico realizado;

Aos colegas Manuel Valério e João Noiva Gonçalves, por toda a disponibilidade, colaboração

e sugestões apresentadas;

À minha querida Natália por toda a paciência, apoio, compreensão e ajuda prestada durante

toda a fase de realização deste Mestrado, especialmente por receber continuadamente um

sorriso nos lábios quando sacrificava os dias e os fins-de-semana em prol da presente

dissertação, e a quem eu dedico este meu trabalho;

Aos meus pais, embora já falecidos, pela força interior que sempre obtive deles;

Por último, agradeço a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização

deste trabalho.


Francisco M. Sequeira xxii


Francisco M. Sequeira 1

“A FOTOGRAMETRIA APLICADA AO ESTUDO MULTI-TEMPORAL DE MOVIMENTOS DE VERTENTE”

IIINNNTTTRRROOODDDUUUÇÇÇÃÃÃOOO

1.1. Enquadramento do Trabalho

Em Portugal há claras evidências de grandes escorregamentos antigos que originaram

modificações de índole topográfica bastante importantes. Nas áreas onde as circunstâncias

geomorfológicas e geotécnicas são semelhantes às movimentações de vertentes antigas, é

provável que a ocorrência das mesmas causas e de factores desencadeadores de magnitude

semelhante possam também desencadear novos escorregamentos que poderão provocar

grandes desastres naturais. A própria acção humana na faixa litoral nas últimas décadas tem

aumentado a urgência em estudar a sua evolução sob acção de factores antrópicos e/ou

naturais.

Os movimentos de vertente abrangem balançamentos, desabamentos, deslizamentos,

escoadas, expansões laterais e movimentos complexos, sendo os riscos associados a estas

manifestações de instabilidade frequentemente subestimados devido à ignorância generalizada

acerca da natureza, significado e causas do movimento, e à sua habitual atribuição a outros

factores [Zêzere, 2000]. Estes movimentos, enquanto demonstrações de desestabilização

I



geomorfológica, podem colocar em risco vidas humanas e perturbar significativamente todas

as actividades antrópicas desenvolvidas.

A erosão, e em especial a erosão litoral, é o mecanismo que conduz à desagregação das

formações geológicas, por acção dos mais variados agentes naturais e por outros fenómenos

induzidos por actividade humana na natureza, e no consequente arrastamento dos produtos

que dela derivam, sendo de referir que tendencialmente a erosão progride rapidamente,

conduzindo a modificações na geometria da área. A monitorização dessas áreas tem fornecido

informações consideradas essenciais para que a dinâmica da erosão costeira seja

compreendida. Nas áreas susceptíveis a manifestações de instabilidade torna-se necessário a

informação detalhada sobre a sua actividade de forma a estimar as suas consequências

potenciais e a minimizar os prejuízos, por implementação de medidas de estabilização e de

uma correcta gestão do território.

A informação sobre grandes movimentos de vertentes antigos em Portugal é extremamente

limitada, havendo pouca investigação relacionada com o assunto. Segundo Marques [1997],

até ao início dos anos 90, do século XX, os estudos relacionados com os movimentos de

arribas litorais eram escassos e geralmente de carácter qualitativo, não constituindo base

adequada para a determinação dos condicionamentos à ocupação das faixas de terreno

adjacentes às arribas.

Mas, por outro lado, de acordo com Zêzere [2000] as ocorrências cada vez mais frequentes de

eventos catastróficos, como os verificados, por exemplo, em Ribeira Quente (Açores) em

1997, e em diversos pontos do planeta, como na Campania (Itália) em 1998 ou na Venezuela

e no Brasil em 1999, tem provocado o aumento, nos últimos anos, da tomada de consciência

para a caracterização dos movimentos de vertente.

A realização de descobertas distintas, nos campos da óptica e da química, proporcionaram o

aparecimento da fotografia no século XIX, sendo que, segundo Teodoro et al. [2002] e Rocha

et al. [2003], as primeiras fotografias aéreas conhecidas foram obtidas por um balão entre

1849 e 1850. Os diversos episódios das grandes guerras mundiais e o aparecimento dos

diferentes programas espaciais levaram ao desenvolvimento de tecnologias para aquisição de

imagens e fotografias inseridas em plataformas espaciais ou aerotransportadas, quer para

objectivos de estratégia militar, quer na monitorização dos diferentes ecossistemas terrestres

ou interplanetários.



As investigações de índole geomorfológica utilizam, habitualmente, como fonte principal dos

seus dados para a detecção e caracterização das áreas de trabalho, imagens de detecção

remota. Os investigadores aproveitam as vantagens fornecidas pela acessibilidade das

imagens para providenciarem um válido substituto para alguns dos trabalhos de campo

necessários. Além disso, a informação dos dados de detecção remota fornecem uma visão

sinóptica, uma compatibilidade entre os diversos dados e a capacidade para o registo

histórico, assim como a possibilidade de fornecer dados na parte não visível do espectro

electromagnético [Cooke and Doornkamp, 1990].

O aparecimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) originou que fossem

fornecidos instrumentos para que a detecção de características geomorfológicas se tornassem

mais fáceis de obter, ao permitir a integração de imagens de detecção remota com outras

fontes de dados, nomeadamente dados de campo, informação cartográfica, Modelos Digitais

de Terreno (MDT), entre outros. O uso de diversas séries de dados maximiza a informação

disponível ao geomorfologista [Smith et al., 1996]. O ambiente SIG permite visualizar as

formas do terreno, realçar essas formas, analisar e utilizar técnicas de modelação de forma a

obter o máximo de dados geomorfológicos sobre a área em trabalho.

A representação num sistema de informação das alterações sofridas em determinada região,

ao longo do tempo, permite modular o comportamento dos objectos na sua trajectória espaço-

temporal. Um modelo espaço-temporal é capaz de representar adequadamente fenómenos que

variam tanto no espaço como no tempo, e que reúnem dois aspectos distintos, como sejam a

escolha de conceitos adequados do espaço e do tempo, e a construção de representações

computacionais apropriadas correspondentes a esses conceitos.

1.2. Objectivos

Para analisar, de uma forma bastante precisa, os processos de dinâmica litoral, em particular

os movimentos de vertente, é fundamental possuir uma boa série de cobertura fotogramétrica

e um bom controlo topográfico. Neste estudo pretende-se utilizar técnicas de fotogrametria

aérea de alta precisão, de forma a criar modelos digitais de terreno rigorosos, que forneçam

uma definição precisa e detalhada da morfologia do terreno, para que os movimentos de

massa de elevadas dimensões possam ser assinalados, de modo a permitir o estudo da

estabilidade de vertentes e da sua evolução ao longo do tempo. Essas técnicas têm por base o



pacote de software vocacionado para a área da fotogrametria do grupo Zeiss/Intergraph,

nomeadamente os produtos ISAT (ImageStation Automatic Triangulation) e ISAE

(ImageStation Automatic Elevations). A execução do estudo fotogramétrico decorreu nas

instalações do Instituto Geográfico do Exército, numa estação fotogramétrica digital equipada

com as últimas versões dos programas fotogramétricos disponibilizados pelo grupo referido.

1.3. A Secção de Fotogrametria do Instituto Geográfico do Exército

O Instituto Geográfico do Exército (IGeoE) é um órgão nacional produtor de informação

geográfica. A sua missão principal é a de prover com informação geográfica o Exército, os

outros ramos das Forças Armadas e a comunidade civil, pelo que assegura a execução das

actividades relacionadas com a ciência geográfica, a técnica cartográfica e a promoção e

desenvolvimento de acções de investigação científica e tecnológica, no domínio da geomática.

A Base de Dados de Informação Geográfica do IGeoE é o alicerce principal da Cartografia

Nacional. Em especial a Carta Militar de Portugal, série M888, à escala 1:25 000, constitui a

cartografia base de Portugal, dado ser a cartografia de maior escala, produzida de raiz, que

cobre integralmente o território nacional.

Para se manter na vanguarda das técnicas mais recentes das ciências geográficas, o IGeoE

mantêm uma actualização tecnológica permanente, assegurando uma renovação contínua nas

artes geográficas utilizadas, bem como implementando novos processos inovadores em toda a

área de produção cartográfica. Uma área onde mais se têm verificado o avanço tecnológico é

a área da fotogrametria.

A Secção de Fotogrametria é uma das secções do Departamento de Aquisição de Dados do

Centro de Produção Cartográfica do IGeoE cujas actividades, acções e responsabilidades se

encontram esquematizadas no fluxograma da figura 1.1.

Neste contexto, a Secção de Fotogrametria do IGeoE possui equipamentos fotogramétricos

digitais com as últimas versões de software da área da fotogrametria que mais garantias dão

no sentido da aquisição dos dados geográficos se processarem de acordo com os requisitos

exigidos.



Plano de Voo ↓

Análise e Enquadramento de Voo ↓

O Voo está Conforme? ↓

Preparação para o Campo ↓

Preparação para a T. A. ↓

Digitalização de Diapositivos ↓

Triangulação Aérea ↓

Preparação para Restituição ↓

Restituição Fotogramétrica ↓

Revisões em Aparelho ↓

Entrega do Trabalho para Completagem↓

Efectuar Emendas / Introduzir Informação ↓

Verificar o Conteúdo Final ↓

Efectuar Correcções ↓

Validação Final ↓

Entregar Ficheiros Digitais ↓

Arquivar Processo

Figura 1.1 – Actividades da Secção de Fotogrametria [IGeoE, 2000].

A possibilidade de efectuar o trabalho proposto neste estabelecimento garante que os

resultados a obter terão sido efectuados com os melhores softwares de processamento

fotogramétrico da actualidade e com aparelhos de fotogrametria digital de elevada qualidade e

exigência.



1.4. Área de Estudo

A área geográfica de estudo localiza-se no litoral oeste de Portugal e está centralizada na zona

do Cabeço do Facho, a cerca de 1 quilómetro a noroeste da vila de São Martinho do Porto

(figura 1.2), freguesia do concelho de Alcobaça.

Figura 1.2 – Localização da área de estudo.

As coordenadas geográficas da referida zona centram-se nos valores:

39º 31’ 05’’ N

09º 08’ 29’’ W



Figura 1.3 – Vista geral de São Martinho do Porto.

Figura 1.4 – Falésias na zona do Facho. Foto exclusiva da papelaria “O Sabichão”, sem data. Fonte: [Proença, 2005].

Esta região integra uma vasta unidade morfo-estrutural (Orla Mesocenozóica Ocidental)

constituída por rochas sedimentares (areias, calcários, argilas, arenitos) e rochas eruptivas. De

forma triangular, estende-se das imediações do Porto até à Arrábida e algumas áreas do



Alentejo Litoral, sendo limitada a oriente pelo Maciço Antigo e Bacia do Tejo e a ocidente

pelo Oceano Atlântico [Henriques, 2005].

Segundo a mesma autora, a faixa litoral situada entre a Nazaré e Peniche constitui um sector

original da costa portuguesa. A sul da Nazaré inicia-se uma costa modelada em arribas,

intercaladas por pequenas praias com fisionomias variadas, nomeadamente encastradas entre

arribas (caso da praia da Gralha), na foz de rios (Nazaré e São Martinho do Porto), em barras

de lagunas (caso da praia da Foz do Arelho) e em restingas que unem uma ilha ao continente

(Baleal e Consolação).

Figura 1.5 – Esboço geomorfológico da região litoral entre a Nazaré e Peniche. Fonte: [Henriques, 2005].

A região apresenta uma orientação bem definida a nordeste (N45ºE), originando uma boa

exposição aos ventos e ondulação de noroeste, clima de agitação permanente. Esta orientação



é determinada pelo dispositivo estrutural e tectónico da depressão diapírica das Caldas da

Rainha, localizada a ocidente. As arribas e plataformas de abrasão são, na maioria, talhadas

no flanco ocidental da depressão e apresentam estrutura inclinada concordante em relação ao

mar.

A região de São Martinho do Porto apresenta um modelo geomorfológico peculiar, e as suas

características permitem individualizar unidades com formas e tipos de evolução diversas:

planície aluvial e sistemas litorais (de praia, de duna, de arriba e flúvio-marinhos).

Na área junto ao Cabeço do Facho, os processos de deslizamento são intensos, devido à

estrutura, à fracturação das camadas e à exposição à ondulação do mar. Segundo Henriques

[2005], os processos de deslizamento rotacional deixam na face da arriba amplas cicatrizes de

erosão, movimentam elevados volumes de material, sem modificação da sua estrutura interna.

Nesta área a costa forma uma saliência pronunciada constituída por margas, argilitos e siltitos

em conjuntos muito espessos, com cores variadas, cinzentos, avermelhados e amarelados,

com intercalações de calcários margosos e de calcários, com inclinações variadas e afectados

por múltiplos feixes de fracturas de orientação geral noroeste – sueste e norte – sul, podendo-

se observar no bordo voltado a sudoeste três conjuntos de movimentos de massa de vertente

[Marques, 1997].

Ainda conforme indicado por Marques [1997] e Henriques [2005], o primeiro movimento terá

ocorrido entre 1947 e 1958, e correspondeu a perda de área horizontal, no topo da arriba, da

ordem dos 3 900 m2. O segundo movimento, que retomou o mesmo plano de deslizamento,

ter-se-á desencadeado entre o ano de 1964 e o ano de 1980, com perda de área horizontal da

ordem de 5 200 m2. O terceiro movimento ocorreu no inverno de 1995/1996, retomando o

mesmo plano argiloso que deu origem aos dois movimentos anteriores, com uma perda de

área de cerca de 2 800 m2. Estes movimentos têm contribuído para o abandono e a destruição

de algumas edificações situadas no topo da arriba.

Segundo os autores referidos anteriormente, estes três movimentos provocaram um recuo

local da arriba de cerca de 200 metros, em 50 anos, ou seja, uma retrogradação a uma taxa

anual média de 4 metros por ano.

Em face destes dados, a presente investigação estará centralizada em duas zonas específicas

dentro da área de estudo. Cada uma destas zonas corresponde a uma área de 12 hectares.

A primeira zona específica de estudo (Zona A) abrange a área relativa à saliência pronunciada

da costa, entre o mar e o Pico do Facho (figura 1.6).



Figura 1.6 – Localização da zona de estudo A.

A segunda zona específica de estudo (Zona B) abrange a área relativa entre a saliência

pronunciada da costa e o início da praia da Gralha (figura 1.7).

Figura 1.7 – Localização da zona de estudo B.



O sistema de coordenadas adoptado para a realização do presente estudo foi o Sistema de

Coordenadas Militares Hayford-Gauss Datum Lisboa. Presentemente os valores altimétricos

na área de estudo variam entre o nível do mar (altitude=0) e os 90 metros de altitude

ortométrica.

Neste trabalho designaremos por X, Y, Z as coordenadas cartográficas M, P, H (meridiana,

perpendicular e altitude ortométrica).

1.5. Organização do Trabalho

Esta dissertação encontra-se organizada em seis Capítulos, os quais estão ainda divididos em

secções e subsecções.

No primeiro Capítulo é efectuado o enquadramento e o objectivo principal do presente estudo,

bem como é apresentado o local onde foi desenvolvido todo o trabalho prático inerente ao

processo fotogramétrico. É ainda apresentada a área de estudo, na qual se realiza uma

descrição geográfica e geomorfológica da região abrangente à área de trabalho.

No segundo Capítulo é retratado o estado actual das investigações relacionadas com a

problemática da medição dos processos resultantes da actividade dos agentes da dinâmica

externa que alteram o relevo terrestre, em especial os processos litorais.

No terceiro Capítulo são apresentados os aspectos teóricos que estão na base da elaboração

desta tese e que se referem às etapas necessárias para a aquisição automática de modelos

digitais de terreno por processos fotogramétricos de alta precisão.

No quarto Capítulo é apresentada a componente prática de aquisição automática dos modelos

digitais de terreno para as várias épocas de investigação, ou seja, é abordada a obtenção dos

elementos fotográficos constantes na série temporal de estudo, o modo como o apoio

topográfico foi realizado, a metodologia utilizada no processo de triangulação aérea

automática, o estudo do método utilizado e a geração automática das superfícies digitais de

elevação, bem como a sua representação tridimensional.

No quinto Capítulo é realizado o estudo relativo à determinação das variações espaço-

temporais dos movimentos de vertente durante a série temporal em estudo, no qual se efectua

a representação bidimensional dos modelos digitais de terreno, se procede à análise da



evolução da linha de costa ao longo da série temporal e se efectua uma análise relativa às

alterações volumétricas ocorridas na área.

No sexto Capítulo são apresentadas as principais conclusões obtidas ao longo de todo o

processo realizado.



MMMOOODDDIIIFFFIIICCCAAAÇÇÇÕÕÕEEESSS DDDEEETTTEEECCCTTTAAADDDAAASSS NNNOOO

TTTEEERRRRRREEENNNOOO PPPOOORRR PPPRRROOOCCCEEESSSSSSOOOSSS DDDEEE

FFFOOOTTTOOOGGGRRRAAAMMMEEETTTRRRIIIAAA

2.1. Considerações Sobre o Processo de Obtenção de Modelos Digitais de

Terreno

A obtenção de modelos digitais de terreno baseia-se, principalmente, em fotogrametria e

geralmente utiliza algoritmos baseados em correlação. Desta forma obtém-se informação

densa sobre o terreno que queremos estudar. Estes modelos de superfície podem, no momento

da sua aquisição ou posteriormente, receber informação geomorfológica sobre a área em

trabalho e assim obter-se uma superfície tridimensional que realisticamente representa o

terreno.

De acordo com Hahn [1993], Heipke [1993] e Weidner and Förstner [1995], tem havido uma

necessidade significativa para descrições 3D do terreno. Segundo Toutin [2002], os modelos

digitais de terreno são actualmente a informação mais importante utilizada nas análises

geoespaciais porque a informação subsequente, para várias aplicações, pode ser facilmente

derivada. Como tal, os modelos de elevação têm-se tornado uma parte importante nos

programas de pesquisas e de desenvolvimentos internacionais relacionados com informação

geoespacial.

II



Uma das principais dificuldades na criação de modelos digitais de elevação é a obtenção de

valores o mais aproximado possível dos valores reais do terreno. A sua obtenção automática

tem merecido grande atenção por parte da comunidade científica ao longo dos últimos 25

anos. Uma vasta variedade de métodos foi desenvolvida e é apresentada na diversa literatura

sobre o assunto, bem como existe nos pacotes de software de geração automática de MDT

comerciais.

A classificação dos métodos pode ser distinguida entre correlações de técnicas

computacionais baseadas em áreas de valores de cinzento das imagens, e em técnicas

baseadas nos objectos estabelecendo as correspondências entre os objectos extraídos das

imagens. As técnicas baseadas na semelhança por mínimos quadrados são consideradas como

uma combinação das duas técnicas anteriores [Maas, 1996].

O ponto crítico em todos os métodos de extracção automática de modelos digitais de

superfície é, para além do reconhecimento dos objectos acima da superfície do terreno, como

sejam as árvores e as casas, a obtenção de valores aproximados nas regiões onde o pré-

conhecimento da superfície do terreno não é dada. A maioria dos métodos emprega técnicas

de imagens piramidais ou interactivamente são seleccionados pontos iniciais para resolver o

problema.

O método da imagem piramidal é um método hierárquico de correspondência (correlação)

entre vários conjuntos de dados extraídos de duas ou mais imagens digitais, que representam

parte de um mesmo local, em que a aproximação dos valores grosseiros para os valores

refinados é efectuada pela sua geração a níveis sucessivos de resolução das imagens,

começando pelo nível mais baixo até à sua definição no nível mais alto da estrutura piramidal.

Este método está implementado na maioria dos pacotes comerciais de geração de modelos

digitais de superfície, como seja o MATCH-T [Krzystek, 1991] e ISAT [Zeiss/Intergraph,

2002].

Um outro método foi desenvolvido por Maas [1996]. Este investigador demonstra o seu

desenvolvimento baseado na extracção de pontos discretos através de técnicas de intersecção

da linha epipolar e operadores de interesse em múltiplas imagens estereoscópicas,

considerando que o seu método é uma extensão dos conhecidos processos automáticos de

geração de modelos digitais de terreno a partir de imagens em stereo.

No decurso do tempo e do desenvolvimento dos sistemas de informação geográfica, a

estrutura base dos modelos digitais de elevação tornou-se primordial. No entanto a qualidade,



o nível de detalhe e a exigência de um modelo tridimensional completo do mundo através de

precisos modelos digitais de terreno ainda requer que sejam efectuados progressos [Kraus and

Otepka, 2005].

Os modelos digitais de terreno existentes foram matematicamente obtidos através de um

modelo de grelha regular quadrática ou rectangular (GRID) ou por um modelo assente numa

rede irregular de triângulos (TIN) que são construídos a partir das coordenadas XY da

superfície original de pontos.

Nos princípios dos anos 70 do século XX apareceu uma filosofia denominada de aproximação

SCOP (Stuttgart Contour Program) que nos dias de hoje prova ser suficientemente flexiva de

modo a satisfazer os requisitos actuais na construção de MDT. A aproximação SCOP é, de

acordo com Kraus and Otepka [2005], uma mistura dos modelos GRID e TIN. Nas regiões de

superfícies suaves, a superfície tridimensional é representada por uma grelha regular densa,

enquanto que nas áreas contendo linhas de quebra e pontos elevados, a superfície e a

topologia é descrita de um modo TIN, sendo que a triangulação é baseada nas coordenadas

originais XY da estrutura geométrica e utiliza a informação linear como constrangimento.

A este modelo chama-se MDT híbrido, que fornece as vantagens dos modelos de grelha

regular na generalidade e as restrições da estrutura TIN nas complexas áreas geomorfológicas.

Os métodos de interpolação, bem como a estrutura de dados, podem ser observados em

[Kraus and Otepka, 2005].

2.2. Estudos Sobre a Aquisição de Modelos Digitais de Terreno

Os modelos digitais de terreno são indispensáveis para a realização de diversas análises

relativas à extracção de objectos topográficos, estabilidade de vertentes, etc.

A precisão dos modelos de superfície é usualmente representada pela resolução espacial e

pelos valores de altura. O investigador Takagi [1998] desenvolveu uma investigação com

várias resoluções espaciais de MDT`s, tamanho de grelha de 50, 100, 150, 200 e 250 metros,

onde verificou que a resolução espacial é influenciada seriamente pelo valor do declive.

Posteriormente comprovou que os modelos digitais de terreno de alta precisão podem ser

realizados através da fotogrametria digital, imagens de satélite SAR (Synthetic Aperture

Radar), imagens laser, entre outros métodos, uma vez que permitem medições com um

centímetro de precisão [Takagi et al., 2002].



Com a obtenção de melhores resoluções espaciais obtêm-se melhorias significativas nas

medições, no tempo de processamento e na informação capturada.

O investigador Benecke [1995] demonstra, através de um estudo desenvolvido no sentido de

comparar MDT`s obtidos automaticamente com uma grelha de referência obtida

analiticamente, que o processo automático tem potencialidades e precisões para ser usado em

áreas complexas.

Os investigadores Rieke-Zapp and Nearing [2005] definem que muitos dos processos que

envolvem a erosão do solo têm a dimensão numa escala de milímetros e que para modelar e

quantificar esses processos de erosão é necessário possuir informação da superfície

topográfica do terreno com uma resolução adequada. Como tal efectuaram um estudo em que

geraram modelos digitais de elevação da superfície topográfica com uma resolução espacial e

temporal alta. A fotogrametria digital foi aplicada para medir a proporção de erosão em várias

superfícies de terreno, num ambiente laboratorial. Foram gerados, no total, 60 MDT, numa

área de 16 m2, em que a resolução de grelha de pontos se situava no valor de 3 milímetros,

enquanto que a precisão vertical se aproximava do valor de 1 milímetro. Os resultados obtidos

mostraram que os modelos digitais de terreno representavam bem a superfície do terreno e

como tal podiam ser usados na análise detalhada da evolução da superfície do solo.

Um outro estudo foi realizado em áreas montanhosas para a monitorização das alterações do

terreno através de software standard [Kääb, 2002]. Este investigador realizou a aquisição de

modelos digitais de elevação a partir de fotografias aéreas e de imagens de satélite ASTER

(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer). Por comparação com

os MDT`s gerados fotogrametricamente, os MDT`s ASTER tinham uma precisão de ± 60

metros na topografia áspera das altas montanhas e de ± 18 metros para as áreas onde o terreno

montanhoso é moderado.

As diferenças existentes entre os modelos tridimensionais multi-temporais foram utilizadas

para determinar as alterações verticais do terreno, enquanto que para a detecção dos

movimentos horizontais foram utilizados ortoimagens multi-temporais. A estimativa obtida na

investigação forneceu valores de precisão para as alterações de elevação na ordem do

tamanho do pixel da imagem, ou seja, 15 metros para a informação ASTER e 0.2 – 0.3 metros

para as fotografias aéreas.

Também um trabalho interessante foi realizado por Baldi et al., [2005]. Neste trabalho,

relativo à monitorização da evolução morfológica de uma vertente da ilha Stromboli, Itália, a



Sciara del Fuoco, foram utilizadas técnicas de fotogrametria digital para extrair modelos

digitais de terreno de alta resolução. A comparação realizada entre a informação obtida antes

da erupção do vulcão Stromboli ocorrida em 28 de Dezembro de 2002 e os dados obtidos a

partir de 5 de Janeiro de 2003, permitiu definir a geometria e estimar o volume da superfície

envolvida no desmoronamento da encosta. As fotografias aéreas posteriores, obtidas entre

Janeiro e Setembro de 2003, permitiram a monitorização das alterações morfológicas

relevantes e contínuas.

Neste trabalho foram determinados 20 pontos de controlo terreno, através do sistema GPS

(Global Positioning System) em modo diferencial, e os voos fotogramétricos variaram entre a

escala 1:5 000 e 1:30 000. Todos os diapositivos foram digitalizados a 1000 dpi (dots per

inch), resultando um tamanho de pixel de 25 mícrons e, por conseguinte, um tamanho de pixel

no terreno de cerca de 12.5 centímetros. A largura da grelha dos pontos dos modelos digitais

foi de 5 metros.

2.3. A Importância da Textura das Imagens

Um dos mais importantes factores limitadores no que concerne à triangulação aérea

automática e no cálculo de MDT é a textura. As estações fotogramétricas actuais permitem

que sejam obtidos bons resultados se as imagens processadas possuírem textura com alto

contraste.

Problemas ocorrem quando existe o processamento de imagens que cobrem áreas de pouca

textura, como sejam áreas florestais, áreas relvadas, desertos e glaciares, uma vez que nestas

regiões os algoritmos de comparação falham na identificação de pontos idênticos em duas ou

mais imagens, provocando que os processos automáticos de triangulação aérea e de extracção

de MDT`s possam ficar instáveis e afectar o seu processamento.

Para avaliar a problemática exposta anteriormente, Sauerbier [2004], na região deserta de

Nasca/Palpa, cerca de 500 km a sudeste de Lima, Peru, realizou, em 1998, a aquisição de 3

blocos de imagens aéreas, em que 2 blocos (cerca de 400 imagens à escala 1:7 500) foram

processados usando um aparelho fotogramétrico analítico, durante 4 anos, resultando a

aquisição de um modelo digital de terreno de alta resolução e diversa informação 3D. O 3.º

bloco (cerca de 400 fotografias à escala aproximada de 1:9 100) foi trabalhado com base em



processos automáticos de triangulação aérea e de geração do MDT, de modo a obter

informação precisa que servisse de base para análises de terreno.

As estações fotogramétricas digitais, bem como os módulos fotogramétricos do grupo

Zeiss/Intergraph, foram avaliadas no sentido de verificar a qualidade obtida com os seus

processos automáticos de triangulação aérea e de geração do MDT. Segundo o referido autor,

o facto das imagens fotogramétricas possuírem uma fraca textura originou que, em diversas

áreas, o comportamento automático tenha falhado quando comparado com o processo manual.

2.4. Investigações de Avaliação da Erosão Costeira

A análise da variação da linha de costa e da sua direcção de erosão – acreção é fundamental

para diversas investigações efectuadas por cientistas, engenheiros, geólogos, etc.

As fontes de dados potenciais para as investigações relativas às variações da linha

delimitadora entre o mar e a terra incluem fotografias aéreas obtidas em vários anos, imagens

de satélite, mapas e representações num sistema de informação geográfica das linhas de costa

temporais e das superfícies digitais do terreno [Boak and Turner, 2005]. De acordo com estes

autores, até ao início deste século, as técnicas mais comuns de detecção da variação da linha

de costa tinham por subjectivo a interpretação visual. Mas actualmente, com as recentes

técnicas de obtenção de informação topográfica, de fotogrametria e de processamento de

imagens digitais tornam possível a detecção das variações com alta precisão.

Na medição dos processos de evolução das arribas litorais, as fotografias aéreas são

provavelmente a fonte principal de informação utilizada, permitindo que sejam definidos

períodos de estudos de variação espaço-temporais desde o início da 2.ª Guerra Mundial até

aos nossos dias.

Os investigadores Thieler and Danforth [1994a] referem que diversos métodos foram

desenvolvidos para produzir informação com a alteração da linha de costa a partir de mapas

históricos e de fotografias aéreas, variando muito no tipo de aproximação e de precisão.

Segundo estes autores, o processo de obtenção das alterações da linha de costa usando

técnicas fotogramétricas pode ser definido em 6 passos: (1) estabelecimento de uma rede de

controlo para o grupo de fotos, (2) digitalização das fotografias, (3) remoção das distorções

para cada foto, (4) estabelecimento da orientação absoluta do par estereoscópico, (5) cálculo



da posição geográfica da linha de costa para cada par de fotos considerado, (6) compilação

das posições da linha de costa.

Em Thieler and Danforth [1994b] são apresentados os desenvolvimentos efectuados na

aquisição histórica de linhas de costa na área de Punta Uvera, a 30 km este de San Juan, em

Porto Rico.

Os cientistas Brown and Arbogast [1999] realizaram um estudo piloto, na costa do lago

Michigan, nos Estados Unidos da América, no sentido de investigar a aplicação de métodos

de fotogrametria digital para o estudo e direcção de um sistema dinâmico de dunas.

Utilizaram dois conjuntos de pares estereoscópicos pancromáticos, de 1965 à escala 1:20 500

e de 1987 à escala 1:15 900, e pontos de controlo terreno obtidos a partir do sistema GPS, que

também serviram de pontos de controlo, para adquirir os dois modelos digitais de elevação

com a resolução de 3 metros. Na análise efectuada, que envolveu a comparação entre os dois

modelos digitais gerados, verificaram as diferenças de localização e o volume de sedimentos

movimentados ao longo do período de 22 anos. Esta investigação permitiu ilustrar como os

desenvolvimentos recentes na área da fotogrametria permitiram o aumento das capacidades

para a monitorização de paisagens geomorfologicamente sensíveis, com são as áreas de

dunas.

Um outro trabalho desenvolvido foi realizado por Moore and Griggs [2002], no qual

efectuaram uma investigação na parte meridional de Santa Cruz County, Califórnia, Estados

Unidos da América, centrada no Monterey Bay National Marine Sanctuary, utilizando

fotografias estereoscópicas multi-temporais conjugadas num sistema de informação

geográfica, obtendo resultados que indicam que a média de retrocesso da encosta variou entre

os 7 a 15 centímetros por ano, entre 1953 e 1994. Três críticos segmentos de erosão da zona

costeira, com um alto valor de erosão, variando entre os 20 e os 63 centímetros por ano, foram

identificados como hotspots.

As fotografias utilizadas, que tinham a escala 1:12 000, para o ano de 1953 e de 1:24 000 para

o ano de 1994, foram rasterizadas a 42 mícrons (600 dpi), adquirindo os valores de tamanho

de pixel de 0.33 metros e 1 metro, respectivamente. O erro de precisão obtido na rectificação

das imagens, com base em pontos de controlo terreno existentes nas imagens do voo mais

recente, foi de 2.0 metros para o ano de 1953 e de 1.6 metros para o ano de 1994.

A conjugação da metodologia de SIG com imagens estereoscópicas multi-temporais originou

a redução significativa de erros inerentes no cálculo dos valores de retrocesso nas áreas de



alto relevo, uma vez que puderam obter valores de erosão com precisão superior a 10

centímetros.

Este estudo permitiu obter uma metodologia que pode ser aplicada a qualquer área da costa

com alto-relevo, onde a variação de afastamento possa ser medida, reforçando a ideia de que

quanto maior for o período de tempo entre as medições, melhor fica representada a variação

da erosão ao longo da sua direcção [Moore and Griggs, 2002].

A integração de técnicas de GPS, de detecção remota e de sistemas de informação geográfica

na administração de recursos costeiros e de áreas sujeitas a desmoronamentos têm sido

investigados em quantidade razoável. Investigações efectuadas com base nesta filosofia

podem ser observadas em [Welch and Remillard, 1992 e Chadwick et al., 2005].

Ribeiro et al., [2004] efectuaram um trabalho de investigação destinado à avaliação da erosão

costeira observada na praia de Atafona, município de São João da Barra, Rio de Janeiro,

Brasil, em que efectuaram a monitorização espaço-temporal do fenómeno com base em fontes

de dados variadas, ou seja imagens de satélite e fotografias aéreas de diferentes épocas e a

diferentes escalas.

Em comparações efectuadas entre levantamentos de estruturas geológicas realizados com

fotografias aéreas e imagens de satélite, é verificado que os estudos realizados por meio de

fotografias aéreas se apresenta como o método mais eficaz, uma vez que a identificação dos

elementos é facilitada em função da observação tridimensional do terreno, conforme pode ser

verificado em Smith et al. [1996] e Reginato e Strieder [2001]. A integração das diferentes

fontes de dados é, como habitualmente, a principal causa de problemas neste tipo de estudos.

No entanto, a utilização das imagens de satélite é efectuada em maior percentagem neste

género de estudos, em virtude dos processos com fotografias aéreas, incluindo a aquisição da

informação e a área de trabalho, serem considerados dispendiosos e consumirem demasiado

tempo para o grau de precisão requerida.

A construção de modelos digitais do terreno, que sirvam de referência na detecção das

variações da linha de costa, a partir de imagens de satélite multi-temporais, pode ser visto, por

exemplo, em Chen and Rau [1998].



2.5. As Investigações Sobre a Evolução do Litoral Português

Tem-se dado uma especial importância, nos últimos tempos, aos estudos relacionados com a

evolução do litoral português, em virtude da linha de costa ser uma das estruturas

morfológicas mais dinâmicas do nosso planeta [Sousa, 2004].

A potencialidade da utilização de técnicas fotogramétricas de alta precisão na medição de

processos de erosão em diversos locais da zona do Algarve tem vindo a ser estudada com

alguma regularidade nos últimos tempos, conforme pode ser comprovado em Catalão et al.,

[2002], Sousa, [2004], Oliveira, [2005] e Teixeira, [2006]. De igual forma as regiões litorais

oeste têm sido objecto de estudo por parte de alguns investigadores nacionais [Marques, 1998,

Baptista et al., 2000, Marques, 2003 e Marques, 2006b].

Uma apresentação dos processos para a identificação e medição da evolução das arribas

litorais, baseados na comparação e medição de fotografias aéreas a diferentes datas, bem

como as fontes de erro associadas, encontra-se disponível em Marques [2006a].

Segundo Marques [1997] a determinação da evolução das arribas pode ser realizada por meio

de estudos comparativos de fotografias aéreas de diferentes datas, adaptados às características

específicas de cada troço costeiro e concebidos de forma a fornecer informação quantitativa

rigorosa com meios relativamente limitados, complementados com levantamentos de terreno,

comparação de mapas de diferentes épocas e análise de informação histórica, permitindo a

determinação de taxas de evolução de arribas e a identificação de grande número de

movimentos de massa de vertente, ocorridos nas últimas décadas.

Especificamente, a informação qualitativa sobre o recuo de arribas litorais, situadas a sul da

Nazaré, em Portugal continental, é efectuada por Marques [1998]. Esta informação

corresponde fundamentalmente à ocorrência de movimentos de massa de vertente de diversos

tipos. O autor enumera, na obra citada, a importância do conhecimento quantitativo da

frequência espacial e temporal, e da tipologia e características dimensionais dos movimentos

de massa de vertente que ocorrem em cada troço litoral, para a determinação objectiva da

perigosidade e dos riscos geológicos associados, bem assim como das implicações resultantes

para o planeamento das actividades humanas nas orlas costeiras com arribas.



OOO PPPRRROOOCCCEEESSSSSSOOO FFFOOOTTTOOOGGGRRRAAAMMMÉÉÉTTTRRRIIICCCOOO

3.1. Objectivo da Fotografia Aérea

O objectivo da utilização de fotografias aéreas aplicadas na geologia é o estudo da superfície

terrestre, dos diversos tipos de materiais que a constituem, bem como as transformações que a

face terrestre sofreu ao longo dos tempos geológicos.

De acordo com Ritchie et al. [1988], as principais vantagens proporcionadas pelo seu estudo

são:

- Ponto de observação preferencial, uma vez que a fotografia aérea oferece a

perspectiva de uma área, possibilitando uma visão das diferentes características da

superfície terrestre, contrariamente à visão obtida por uma observação terrestre;

- Capacidade para reter um momento, permitindo o estudo multi-disciplinar do

instante em que a fotografia foi obtida;

- Conservação vitalícia, permitindo que sejam obtidas informações permanentes

sobre determinada área, quer no estudo de fenómenos antigos, quer na comparação

com fotografias obtidas posteriormente da mesma zona;

- Maior sensibilidade espectral, em virtude das fotografias poderem reter dados na

área do espectro electromagnético não visível ao olho humano;

III



- Aumento da resolução espacial e validade geométrica, uma vez que se forem

seleccionadas adequadamente a câmara fotográfica, o filme e os parâmetros do

voo, é possível obter, muito superiormente, um detalhe espacial numa fotografia

do que seria possível colher com uma simples observação terrestre, bem como

efectuar medições precisas de posições, de distâncias, de áreas, etc.

As características de uma zona de estudo são, em alguns casos, tão óbvias que com uma visão

estereoscópica se pode identificar litologias, estratificações, direcções e inclinações de

camada, deslizamentos de terrenos, etc., podendo-se afirmar que a utilização de fotografias

aéreas é o meio mais económico, rápido e versátil para efectuar diversos trabalhos geológicos

em diferentes tipos de regiões.

3.2. Obtenção de Fotografias Aéreas

Os pares de fotografias que permitem uma visão estereoscópica de uma área em estudo devem

possuir características essenciais para que possam ser consideradas numa investigação relativa

à detecção de variações espaço-temporais de movimentos de vertente. As características

principais são:

- A área em estudo deve estar coberta regularmente por voos aéreos espaçados no

tempo;

- A obtenção das fotografias aéreas deve ser sistemática, por fiada e varrendo por

completo a área de estudo;

- As fotografias aéreas devem ser obtidas com o princípio de serem utilizadas em

fotogrametria aérea, em especial devem possuir uma sobreposição longitudinal

inter-fotografias na ordem dos 60% do total da fotografia, de forma a ser possível

obter a visão estereoscópica da área de estudo. A escala de todas as fotos deve ser

igual ou muito aproximada, o rumo do avião deverá ser constante e a verticalidade

da câmara fotográfica não deve ser superior a 2 graus;

- As imagens fotogramétricas devem conter uma boa qualidade (alto contraste,

distorções mínimas) uma vez que é muito importante no que respeita à sua

interpretação, não podendo existir zonas ocultas nem lacunas estereoscópicas;



- Existência do Certificado de Calibração da Câmara Fotogramétrica utilizada nos

diversos voos considerados no estudo.

3.3. Digitalização das Fotografias

Para efectuar o estudo proposto com base em processos automáticos de fotogrametria é

necessário que as diversas fotografias consideradas para estudo multi-temporal se encontrem

em formato digital. Por norma e em especial se os voos considerados forem antigos, as

fotografias aéreas existem em formato analógico sendo, por conseguinte, necessário proceder

à sua digitalização de modo a passarem ao formato digital.

O PhotoScan TD da Zeiss/Intergraph é um instrumento que permite efectuar a passagem da

informação em formato analógico (diapositivos) para o formato digital (imagens digitais).

Figura 3.1 –PhotoScan TD.

Antes de se iniciar a rasterização dos diapositivos é necessário proceder-se a uma análise dos

vários pares estereoscópicos em estudo, de forma a se verificar o sentido das fiadas

consideradas, para que os diapositivos sejam rasterizados na posição correcta, o que acontece

quando o diapositivo está orientado para norte e com a emulsão para baixo.



Figura 3.2 – Orientação de diapositivos no PhotoScan. Fonte: [Zeiss/Intergraph, 2004b].

Seguidamente é necessário proceder à definição dos parâmetros de rasterização. Os

parâmetros mais importantes são a resolução, o formato da imagem digital e as overviews.

A resolução é o tamanho do pixel de uma imagem rasterizada em mícrons (μm). Quanto

maior for a resolução maior é a definição do pixel. Os valores disponíveis para a resolução da

digitalização são 7 (valor mais alto de definição do pixel), 14, 21, 28, 56, 112 e 224 mícrons.

A exactidão geométrica interna, ou seja, o desvio padrão associado é inferior a 2 μm

[Zeiss/Intergraph, 2004b].

Figura 3.3 – Foto digitalizada com resoluções diferentes. Fonte: [Zeiss/Intergraph, 2004b].



Uma imagem digitalizada na máxima resolução de 7, ou seja 7 x 7 mícrons por pixel, por

exemplo, têm muitos mais pixéis e, por conseguinte, têm um tamanho de ficheiro de imagem

muito maior do que uma imagem rasterizada com uma resolução mais baixa. Esta situação

implica que no armazenamento e no próprio processamento posterior das imagens

digitalizadas possam surgir problemas de manuseamento.

Embora as exigências de exactidão e o uso pretendido sejam factores preliminares em

determinar qual a definição a usar, a qualidade dos diapositivos também pode ser uma

condição a ter em atenção. Se as fotografias aéreas não tiverem um bom contraste dos seus

elementos, a rasterização com a resolução de 7 mícrons não produzirá melhores resultados do

que com uma resolução de 28 mícrons, por exemplo.

O formato do ficheiro é o formato no qual o software guarda a imagem. São três os formatos

de saída possíveis, “INGR uncompressed”, “TIFF uncompressed” e “INGR JPEG

compressed”.

Overview é uma duplicação da imagem original numa escala menor. Uma imagem pode ser

guardada com uma ou várias overviews. As imagens rasterizadas com o número máximo de

overviews possível permitem que o seu acesso seja facilitado, tornando o display desses

ficheiros muito mais rápidos.

A criação de overviews aumenta o tempo para completar a rasterização e o tamanho do

ficheiro imagem. As opções de overviews são: “None”, “Screen Size”, “2x Only”, “2x &

Screen Size” e “Full Set”. Esta última opção permite o número máximo de overviews.

O tipo de filtro a utilizar na criação das overviews pode ser seleccionado a partir das seguintes

opções [Zeiss/Intergraph, 2004b]:

• “Average (2 x 2)” – Este tipo de filtro permite a criação de overviews de melhor

qualidade que utilizando um filtro do tipo subsampling. Calcular a média é o

processo de gerar um pixel na imagem digital por soma de todos os valores dos

pixéis de uma área de entrada e dividindo essa soma pelo número de pixéis dessa

área, ou seja, cada pixel na primeira overview da imagem é criado calculando a

média de cada 2 por 2 pixéis da área de entrada da imagem original, escalando

desse modo as dimensões da imagem por metade;

• “Gaussian (5 x 5)” – As overviews criadas são filtradas usando o método de Gauss.

Este método é usado para prevenir a suavização da imagem e é implementado por



aplicação da seguinte matriz de convolução de 5 por 5 pixéis recursiva a cada nível

da imagem original:

Figura 3.4 – Filtro Gaussian. Fonte: [Zeiss/Intergraph, 2004b].

Este filtro permite que as imagens obtidas fiquem com um melhor contraste, o que se

revela extremamente vantajoso no processo automático de pesquisa para correlação de

imagens. Se determinada imagem original tiver os seguintes níveis de cinzento:

Figura 3.5 – Níveis de cinzento de uma imagem original.

O pixel central e em redor da área de 5 por 5 pixéis são multiplicados pelos valores

correspondentes do filtro Gaussian, resultando:

Figura 3.6 – Multiplicação dos valores de cinzento pelo filtro Gaussian.

O valor total destes valores calculados é dividido pelo valor total do filtro Gaussian. O

resultado é truncado a um só número e usado como valor de suavização do pixel

central:



Figura 3.7 – Valor de cinzento do pixel central por aplicação do filtro Gaussian.

Quando esta função é aplicada, da mesma maneira, a todos os pixéis da imagem

original, o resultado é uma transição mais gradual de tons de cinzento de pixel para

pixel. Depois da suavização obtém-se uma imagem com o seguinte aspecto

Figura 3.8 – Valores de cinzento da imagem após aplicação do filtro Gaussian.

• “Best Quality (8 x 8)” – Estas overviews, tal como acontece com os outros dois

filtros anteriores, são criadas usando uma matriz de convolução aplicada

recursivamente a cada definição de dados da imagem, antes de decimar esses

dados para produzir a seguinte imagem de definição mais baixa. A única diferença

é a utilização de uma matriz maior, de 8 por 8 pixéis, e que é baseada numa

resposta exponencial do filtro, de forma a minimizar a suavização da imagem,

mantendo o detalhe máximo da borda. No entanto a utilização deste filtro provoca

um aumento do tempo de criação das overviews, bem como do espaço ocupado

pela imagem rasterizada.

3.4. Orientações Fotogramétricas

No processo fotogramétrico, os primeiros passos no processamento de imagens

fotogramétricas em formato digital envolvem a realização das orientações interna e externa.



A orientação interna tem por finalidade a reconstrução do feixe perspectivo que deu origem à

fotografia. Esta orientação requer que sejam identificadas as marcas fiduciais existentes na

imagem da fotografia e a entrada das coordenadas de localização dessas marcas (em

milímetros a partir do ponto principal da fotografia). A localização das marcas fiduciais é

obtida a partir do certificado de calibração da câmara. Desta forma e como as fotografias são

guardadas num arquivo digital, sem nenhuma informação métrica, é necessário reconstituir o

sistema interno câmara-imagem correspondente ao momento em que as fotografias foram

obtidas, de forma a poderem ser efectuadas medidas com precisão sobre as imagens

fotográficas, isto é, utilizando apenas o sistema de coordenadas pixel, próprio das imagens

digitais.

Figura 3.9 – Marcas fiduciais de uma fotografia.

Sempre que existam, pelo menos, quatro marcas fiduciais na fotografia, o modelo usado na

orientação interna baseia-se numa transformação afim bidimensional de seis parâmetros, dado

por:

1 2 3x´=b +b x+b y

4 5 6y´=b +b x+b y (3.1)

em que

x´, y´ são as coordenadas imagem,

x , y são as coordenadas arbitrárias definidas sobre o fotograma,

1b , 2b , ... , 6b são os parâmetros de correcção e transformação.



Este modelo também pode modelar a eventual falta de ortogonalidade que possa existir entre

os eixos de qualquer dos sistemas em causa [Berberan, 2003].

A orientação externa de uma fotografia aérea é o conjunto de parâmetros que definem a

posição e a orientação no espaço do feixe perspectivo (centro de projecção da foto e eixo

óptico da câmara) que originou a fotografia. Esses parâmetros são as coordenadas, terreno, do

centro de projecção da câmara métrica no momento da captura da imagem (X0, Y0, Z0) e a

atitude do avião, fornecidos por um conjunto de três ângulos que definem a orientação relativa

ao terreno do sistema de coordenadas fiducial, denominado habitualmente por conjunto

omega-phi-kappa (ω, φ, κ).

Estes três ângulos definem uma relação de orientação única entre os três eixos xyz de uma

fotografia não vertical e os três eixos do sistema de coordenadas terreno XYZ [Wolf, 1983].

Figura 3.10 – Ângulos de atitude do avião ω, φ ,κ. Fonte: [Brito e Coelho, 2002].

Os seis parâmetros de orientação externa podem ser determinados em simultâneo através das

equações de colinearidade. Em Moffit and Mikhail [1980], Wolf [1983], Berberan [2003],

Oliveira et al. [2003] e Marques [2006a] é apresentada uma descrição detalhada das fórmulas

de colinearidade, a sua demonstração e o seu desenvolvimento matemático.

Figura 3.11 – Condição de colinearidade.



As equações de colinearidade estabelecem a relação entre um ponto imagem, o centro óptico

da objectiva e o correspondente ponto no terreno [Wolf, 1983]:

P 0P 11 12 13

P P 21 22 23 P 0

31 32 33 P 0

X -Xx m m my =λ m m m Y -Y

m m m-f Z -Z

⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠

(3.2)

em que

Px , Py são as coordenadas imagem de um ponto P,

f é a constante da câmara (distância focal),

Pλ é o factor de escala desse ponto imagem (variável de ponto para ponto

em cada imagem),

11m , ... , 33m são os coeficientes da matriz de rotação definida pelos ângulos ω, φ, κ,

que transformam o sistema de coordenadas terreno no sistema de

coordenadas imagem,

PX , PY , PZ são as coordenadas terreno do ponto P,

0X , 0Y , 0Z são as coordenadas terreno do Centro de Projecção (CP).

De forma a eliminar o factor de escala, as duas primeiras equações da expressão (3.2) são

divididas pela terceira equação, resultando:

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

11 P 0 12 P 0 13 P 0P

31 P 0 32 P 0 33 P 0

m X -X + m Y -Y + m Z -Zx = f

m X -X + m Y -Y + m Z -Z⎛ ⎞

− ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

21 P 0 22 P 0 23 P 0P

31 P 0 32 P 0 33 P 0

m X -X + m Y -Y + m Z -Zy = f

m X -X + m Y -Y + m Z -Z⎛ ⎞

− ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

(3.3)

Desta forma obtêm-se as equações apropriadas para a fotografia métrica em que os eixos

fiduciais definem o ponto principal da fotografia.

Os coeficientes da matriz de rotação 11m , ... , 33m são expressos da seguinte forma [Wolf,

1983]:



11

12

13

21

22

23

31

32

33

m =cos .cosm =cosω.sin +sinω.sin .cosm =sinω.sin -cosω.sin .cosm =-cos .sinm =cosω.cos -sinω.sin .sinm =sinω.cos +cosω.sin .sinm =sinm =-sinω.cosm =cosω.cos

φ κκ φ κκ φ κ

φ κκ φ κκ φ κ

φφ

φ

(3.4)

Substituindo em (3.3) os coeficientes da matriz de rotação, 11m , ... , 33m pelas suas

expressões, as incógnitas na expressão (3.3) são as coordenadas 0X , 0Y , 0Z do centro de

perspectiva e os seus ângulos de orientação ω, φ, κ, resultando que para cada fotografia é

necessário determinar seis parâmetros de orientação externa. Fazendo uso de três pontos de

coordenadas terreno conhecidas (X, Y, Z), obtém-se três pares de equações, suficientes para

determinar os seis parâmetros da orientação externa.

Para constituir um modelo estereoscópico torna-se necessário, após os procedimentos de

orientação interna das fotografias, reconstituir as posições relativas da câmara nos instantes

em que foram obtidas as imagens, sendo esta operação designada por orientação relativa. O

seu objectivo é de orientar as duas fotografias de modo que os raios homólogos das duas fotos

– projectantes que unem imagens de um mesmo ponto com os respectivos centros de

projecção – se intersectem. Ao conjunto de pontos de intersecção dos raios homólogos

chama-se modelo estereoscópico ou modelo tridimensional.

A orientação relativa pode ser efectuada sem o conhecimento da orientação externa das

fotografias. Neste caso obtém-se um modelo estereoscópico de escala indeterminada e de

orientação arbitrária no espaço. A determinação destes dois factores denomina-se de

orientação absoluta.



3.5. Triangulação Aérea

3.5.1. A Triangulação Aérea Automática

A finalidade da Triangulação Aérea Automática (TAA) é de minimizar o trabalho manual e a

intervenção do operador no processo de aquisição da orientação externa, bem como de baixar

os custos inerentes em todo o seu processo.

A triangulação aérea é o conjunto de operações que permite orientar a cobertura fotográfica

de um objecto (de uma zona do terreno) de modo a formar um modelo completo, composto

por vários modelos parciais, que seja matematicamente semelhante ao objecto, usando o

mínimo de apoio geodésico possível. Assim, apenas alguns modelos parciais têm apoio

geodésico, ou seja, conhecem-se as coordenadas objecto (terreno) de alguns dos seus pontos,

e os outros modelos parciais são orientados por transporte físico ou analítico das coordenadas

e orientações dos poucos modelos com apoio geodésico [Redweik, 2002].

A triangulação aérea pode ser executada por faixa ou por blocos. A triangulação aérea em

faixa pode ser realizada por ligação instrumental de modelos (aparelhos restituidores

analógicos) ou pode também ser realizada por modelos independentes (aparelhos restituidores

analógicos e analíticos). A triangulação aérea em bloco pode ser, por sua vez, efectuada por

modelos independentes (aparelhos restituidores analíticos e digitais) ou pode também ser

efectuada por feixes perspectivos (aparelhos restituidores analíticos e digitais).

Diversos programas de triangulação aérea automática utilizam o método do ajustamento de

feixes perspectivos, sendo o seu cálculo realizado num único bloco usando o método “Bundle

Adjustment”, o que significa que todas as medições automáticas efectuadas e todas as

coordenadas de pontos conhecidos, bem como as coordenadas aproximadas dos centros de

perspectiva, são compensadas de uma só vez, em bloco. O método de ajuste habitualmente

utilizado é o método dos mínimos quadrados com estimação da precisão de todos os

elementos calculados.

A denominação de feixes perspectivos revela que neste tipo de triangulação se consideram os

vários raios perspectivos com origem num ponto objecto genérico, que passam por vários

centros de projecção (pólos de feixes perspectivos) e intersectam vários planos imagem em



cada uma das fotos (no mínimo duas fotografias) onde esse ponto objecto aparece fotografado

(figura.3.12).

Figura 3.12 – Intersecção espacial para seis imagens. Fonte: [Brito e Coelho, 2002].

Assim sendo, com um único ajustamento, podem-se obter os parâmetros de orientação externa

para todas as imagens do bloco a triangular, associados às coordenadas no espaço objecto de

uma série de pontos previamente determinados. Portanto, pode-se afirmar que é um método

de densificação de pontos de campo.

A designação triangulação aérea deriva da formação de triângulos no espaço (figura 3.13),

aquando da intersecção espacial.

Figura 3.13 – Triângulo formado no espaço entre os feixes perspectivos e a linha de voo. Fonte: [Brito e Coelho, 2002].



As rotinas de TAA tratam as imagens digitalizadas por processos de processamento digital da

imagem para simplificação da informação contida, esqueletizando-as. No processamento da

triangulação aérea é utilizada uma técnica, denominada de point-matching, que é um

mecanismo que permite comparar as coordenadas imagem de um ponto medido

(automaticamente) numa imagem com as coordenadas imagem do mesmo ponto medido

noutra imagem (ou outras imagens) em que esse ponto apareça. Esta técnica assenta na

correlação radiométrica das imagens, a qual vai automaticamente identificar um ponto nas

várias imagens em que este aparece, efectuando medições e refinamentos sucessivos.

Nos parâmetros de ajustamento é definido qual a overview da imagem de início e de fim do

processo de correlação. O programa começa pela overview que tem menor resolução

geométrica (1:128) até à de maior resolução (1:1), com um incremento de 1, sendo no total 8

níveis de processamento executados (27, 26 ,..., 20).

Como tal torna-se necessário, para uma melhor qualidade da TAA, que as imagens

fotogramétricas contenham uma boa textura dos seus elementos.

3.5.2. O software ISAT (ImageStation Automatic Triangulation)

O programa ISAT (ImageStation Automatic Triangulation) utiliza o método de triangulação

aérea por ajustamento de feixes perspectivos (bundle adjustment) [Zeiss/Intergraph, 2004a].

O seu objectivo é automatizar a transferência de pontos e as operações de medição dos pontos

de ligação, no sentido de minimizar o trabalho manual e a intervenção do operador.

Para utilização deste software torna-se necessário que as fotografias aéreas se encontrem no

formato digital, tenham a mesma resolução de pixel, possuam o número máximo de

overviews, se conheçam alguns parâmetros do voo (direcção do voo, base aérea, elevação

média do terreno e a altura média de voo), e os dados relativos à câmara métrica utilizada,

através do certificado de calibração da câmara.

A figura 3.14 representa as tarefas mais importantes do workflow do programa ISAT.



Figura 3.14 – Tarefas mais importantes da cadeia de produção do ISAT.

Para se proceder à criação de um projecto no ISAT, é necessário introduzir a seguinte

informação, considerada essencial, através dos comandos New Project, Camera Wizard e Edit

Control:

- Nome do Projecto;

- Definição do sistema de coordenadas;

- Escala, altura de voo;

- Cota média do terreno;

- Parâmetro para a correcção da refracção atmosférica;

- Parâmetro de curvatura da Terra;

- Esquema de voo;

- Dados da câmara métrica;



- Distância focal da lente;

- Coordenadas das marcas fiduciais;

- Dimensões do filme utilizado;

- Coordenadas dos pontos principais (Principal Point of Symmetry - PPS e Principal

Point of Autocollimation - PPA);

- Valores de aceitação do desvio padrão (sigma) das medições;

- Tolerâncias de convergência nos ajustamentos;

- Tolerâncias das orientações interna, relativa e absoluta (máximo sigma, máximo

resíduo, máximo erro médio quadrático);

- Coordenadas (X, Y, Z) dos pontos de controlo;

- Localização das fotografias aéreas, etc.

Antes de efectuar o cálculo com o programa ISAT, o projecto deverá também conter

informação que permita efectuar a orientação externa das imagens. Estes parâmetros deverão

ser fiáveis, podendo ser importados directamente, se existirem os parâmetros (X, Y, Z, ω,φ,κ)

ou serem introduzidos através do comando Strip Wizard, dando as coordenadas de início e

fim de fiada, cota média e altitude de voo. Trata-se de valores aproximados (iniciais) para os

parâmetros de orientação externa.

Introduzida a informação e efectuada a orientação interna das fotografias, o software coloca

as fotos e os pontos de controlo (pontos fotogramétricos e vértices geodésicos) na sua posição

aproximada. É possível ver a localização aproximada destes, através do comando Foot Print

Viewer (Tools menu). Depois do projecto criado, o ISAT cria vários ficheiros com a

informação introduzida (figura 3.15).

Figura 3.15 – Ambiente Windows do projecto com os ficheiros criados pelo ISAT.



3.6. Geração Automática de Modelos Digitais de Terreno

3.6.1. Definição de Modelo Digital de Terreno

Um Modelo Digital de Terreno (MDT) é uma representação numérica e matemática da

superfície do terreno baseada num conjunto de tripletos, isto é, um conjunto de coordenadas

(X,Y,Z) conhecidas. Este conjunto de coordenadas reflectem as variações da superfície

terrestre, ou seja o relevo do terreno.

Um MDT pode ser descrito matematicamente como altitude em função da posição, através de

um processo de extracção e medição da localização espacial de pontos ou linhas à superfície

do terreno, denominado de sampling, em que é efectuado o cálculo da coordenada Z (altitude)

no ponto (X,Y) através de pontos relevantes da superfície terrestre, pontos estes que

dependem das aplicações do MDT e dos requisitos do utilizador.

A partir de um conjunto de pontos gerados podemos, por interpolação, conhecer a altitude de

qualquer ponto do terreno.

A sigla MDT significa o mesmo que DTM (Digital Terrain Model) na literatura inglesa.

Os primeiros estudos na modelagem numérica da superfície topográfica foram efectuados em

meados da década de 50 pelo investigador do MIT (Massachusetts Institute of Technology),

Prof. Charles E. Miller, em que as suas pesquisas estavam relacionadas, principalmente, com

projectos rodoviários [Santos et al., 2001].

Alguns investigadores fazem a distinção entre as diversas expressões surgidas para definir um

MDT, nomeadamente MDE (Modelo Digital de Elevação ou no inglês DEM - Digital

Elevation Model), DGM (Digital Ground Model), MNT (Modelo Numérico do Terreno), etc.

Enquanto que o termo MDT estaria relacionado com a modelação digital das altitudes,

envolvendo também as formas geográficas existentes no terreno, o termo MDE estaria

disciplinado a altitudes referidas a um referencial altimétrico e a outras superfícies formadas a

partir de dados atmosféricos, hidrológicos, geológicos, corpo humano, etc. O DGM seria a

expressão utilizada para enfatizar um modelo digital da superfície sólida da Terra. E o último

termo referido seria um sinónimo de MDT. No entanto, para um dos nomes grandes na área



da fotogrametria, Prof. Friedrich Ackermann, não se deve efectuar nenhuma distinção entre

os termos referidos, sendo ambos utilizados como sinónimos [Santos et al., 2001].

Na elaboração de um MDT, o objectivo final é produzi-lo com determinada precisão, de

preferência de uma maneira económica e eficiente, ou seja, precisão, despesa e eficiência são

os motivos de maior importância para quem produz o MDT e para quem o utiliza.

A precisão é condicionada por muitos parâmetros individuais, nomeadamente atributos dos

dados adquiridos (densidade e distribuição), características do terreno, método utilizado para a

construção da superfície digital e características da superfície MDT construída a partir dos

dados adquiridos.

3.6.2. O software ISAE (ImageStation Automatic Elevations)

Existem vários tipos de software que permitem obter MDT`s. Um desses programas é o ISAE

(ImageStation Automatic Elevations), que é um software distribuído pela Z/I Imaging.

O programa ISAE gera automaticamente pontos de um modelo digital do terreno a partir de

imagens aéreas que formam um modelo estereoscópico. Este software tem uma exactidão

total elevada porque produz um grande número de pontos. Em contraste com os métodos

convencionais de obtenção iterativa de MDT, o referido programa não tem grandes

dificuldades para adquirir pontos de elevação com extrema exactidão, fornecendo um grande

número de pontos do terreno exactos em face das combinações de características idênticas

existentes em cada uma das imagens do modelo fotogramétrico. Posteriormente o software

filtra os pontos adquiridos de forma a criar um MDT muito preciso [Zeiss/Intergraph, 2002].

O elevado grau de automatização é conseguido com o uso de estruturas hierárquicas de dados

da imagem e de métodos de processamento digital das imagens.

A geração de pontos pode ocorrer em todo o modelo disponível ou, caso seja definido um

limite de aquisição, na área pretendida.

Antes de iniciar o processo de aquisição automática de pontos de elevação de um MDT, o

processo requer, no mínimo, um par de imagens em estereoscopia, que possua uma estrutura

piramidal (várias overviews a diferentes resoluções), os parâmetros das orientações internas e

externas obtidas por triangulação aérea e alguns parâmetros do projecto.



Na fase do processamento, o programa ISAE utiliza o modelo hierárquico de correlação de

imagens em estrutura piramidal, em que, para cada nível, é efectuado uma correlação entre

pormenores radiométricos homólogos de cada imagem, com base no processo da geometria

epipolar, criando um modelo espacial inicial a partir desses pontos homólogos de correlação.

O processo inicia-se a partir do primeiro nível, denominado de plano horizontal, e prossegue

para os níveis seguintes, para que o modelo final de um determinado estado piramidal sirva de

modelo inicial para correlação do nível seguinte.

Figura 3.16 – Estrutura piramidal.

O processo da geometria epipolar fundamenta-se no facto das imagens utilizadas se basearem

no modelo da perspectiva central. Dadas duas imagens, o plano epipolar para um ponto no

espaço é definido à custa do plano que contém esse ponto e os dois centros de projecção de

ambas as imagens. Este plano intersecta ambas as imagens segundo duas linhas rectas,

definidas como linhas epipolares. Como a orientação relativa das imagens é conhecida, é

então possível calcular a linha epipolar da outra imagem, encontrando-se o ponto

correspondente sobre esta. O problema de correlação entre os dados é então facilitado,

passando de uma dificuldade bidimensional para unidimensional.

A geração dos pontos de elevação do MDT ocorre num processo hierárquico através dos

dados da estrutura piramidal. Em cada nível piramidal, efectuada a correlação entre pontos

homólogos, o software encontra um ponto de intersecção tridimensional (3D) no espaço

objecto dos pontos homólogos e molda um MDT com um número finito de elementos

bilineares.



Figura 3.17 – Modelação 3D. Fonte: [Zeiss/Intergraph, 2002].

Em cada nível piramidal, a intersecção tridimensional entre pontos homólogos

correlacionados produz uma mancha densa de pontos. O programa define o MDT por uma

rede regular com valores altimétricos que são determinados a partir da distribuição irregular

de altitudes terreno. Os elementos finitos bilineares representam a parte funcional do modelo

matemático [Zeiss/Intergraph, 2002].

Figura 3.18 – Interpolação finita de um elemento. Fonte: [Zeiss/Intergraph, 2002].

d – grid width



De acordo com a figura 3.18 deduz-se [Zeiss/Intergraph, 2002]:

2a

2b

2c

2d

k :=(1-dx)(1-dy)/dk :=dx(1-dy)/d

k :=(1-dx)dy/dk :=(dx dy)/d

(3.5)

em que

s

s

dx = x(z ) - x(z(i, j))dy = y(z ) - y(z(i, j))

(3.6)

e os elementos ka, kb, kc, kd são elementos de área.

Nas fórmulas seguintes os vectores encontram-se representados a “bold”.

Os pontos medidos do terreno são:

{ }iz :i = 1,n.m=z (3.7)

onde n.m representa o número de altitudes terreno.

As curvaturas são dadas por:

{ }xxz (i, j):i = 1,n;j = 1,m=xxz

{ }yyz (i, j):i = 1,n;j = 1,m=yyz (3.8)

A fórmula matemática das torções é:

{ }xyz (i, j):i = 1,n;j = 1,m=xyz (3.9)

Além dos pontos medidos do terreno, as curvaturas e as torções são introduzidas na grelha de

pontos n.m do MDT, assumindo que a fórmula (3.5) permanece verdadeira:

( )( )( )

E 0

E 0

E 0

=

=

=

xx

yy

xy

zz

z

(3.10)



As equações seguintes referem-se às definições na figura 3.18 para as elevações do MDT de

quatro células da grelha e de uma altitude inicial de terreno zs:

s s a b c d

Txx xx

Tyy yy

Txy xy

z + =k z(i,j) + k z(i+1,j) + k z(i,j+1) + k z(i+1,j+1)

z (i,j) + (i,j) =

z (i,j) + (i,j) =

z (i,j) + (i,j) =

ν

ν

ν

ν

2 part

3 part

4 part

a u

a u

a u

(3.11)

Estas equações são formuladas com o vector das alturas desconhecidas da grelha de pontos:

[ ]T z(i-1,j+1),z(i,j+1),z(i+1,j+1),z(i-1,j),z(i,j),z(i+1,j), z(i-1,j-1),z(i,j-1),z(i+1,j-1)=partu (3.12)

Os resíduos, νs, νxx(i,j), νyy(i,j) e νxy(i,j) das observações introduzidas são assumidos como

valores centrados em média zero e com distribuição normal.

Os coeficientes dos vectores, (i=2,3,4)ia , resultam a partir dos centros de convolução que são

aplicados às nove alturas do terreno partu das quatro células da grelha indicada na figura 3.18

e que são definidos por:

T

T

T

T

T

T

1 -2 11: = vec( 2 -4 2 )4 1 -2 1

1 2 11: = vec( -2 -4 -2 )4 1 2 1

1 0 -11: = vec( 0 0 0 )4 -1 0 1

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

2

3

4

a

a

a

(3.13)

O modelo matemático é complementado com o modelo estocástico:

( )( )( )( )

-1 2

2-1xx

2-1yy

2-1xy

z

z

z

z

P = Diag(D ( ))

P = Diag(D ( ))

P = Diag(D ( ))

P = Diag(D ( ))

σ

σσ

σ

xx

yy

xy

zzz

z

(3.14)

o qual representa as matrizes de pesos das observações introduzidas e dos seus desvios padrão

à priori.



Minimizando a função (3.15) em cada passo da iteração ν é fornecida a solução para o vector

u de todos os valores altimétricos desconhecidos do MDT:

( ) T T TT ( ) ( ) ( ) ( )xx yy xyz z z zf , , , , = P ( ) + P ( ) + P ( ) + P ( ) σ σ σ σ ν ν ν ν

xx yy xyxx xx yy yy xy xyu z z ν z ν z νν ν ν ν ν (3.15)

A função é minimizada até que os valores estimados ( 0 xx yy xyz z zσ ,σ ,σ ,σ ) se tornem constantes

ou se alcance um parâmetro introduzido inicialmente. A combinação de ambas as fases da

iteração garante uma convergência global e a detecção e eliminação de erros crassos de

altitude.

Este modelo matemático para a geração de MDT representa um processo de filtro robusto

aplicável a áreas com insuficiente informação acerca da superfície do terreno. Devido ao facto

do software ISAE gerar um número elevado de pontos medidos do terreno torna o processo

altamente redundante, mesmo que seja seleccionada uma pequena largura de grelha.

Existem duas importantes razões para o modelo matemático adoptado. A primeira razão é que

os erros brutos de altitude podem ocorrer a partir de erros de correlação (por exemplo,

objectos simples como árvores ou casas podem desviar-se significativamente da superfície do

terreno). O programa elimina estes tipos de elementos isolados da superfície para garantir a

aproximação da superfície ao terreno. A segunda razão é que o ISAE detecta

descontinuidades do terreno, tais como breaklines. O programa considera as descontinuidades

desde que os pesos para as curvaturas e torções sejam modificados durante o processo

iterativo de geração automática.

Outros erros podem resultar dos erros sistemáticos da imagem digital e dos erros aleatórios

dos pontos de interesse extraídos automaticamente. É possível estimar os erros aleatórios

como erros de quantização de aproximadamente 1/ 12 do tamanho do pixel porque não

ocorre nenhuma aproximação de sub-pixel durante a fase de extracção da característica. Os

erros sistemáticos da imagem digital podem causar y-paralaxes nas imagens normalizadas e,

desta maneira, também erros sistemáticos nas alturas do terreno. A redução da influência

destes erros pode ser efectuada durante a digitalização das imagens.

Antes de poder utilizar o software ISAE é necessário efectuar uma série de procedimentos,

sem os quais não é possível gerar automaticamente os pontos de elevação, que se encontram

esquematizados na figura 3.19. As siglas ISPM (ImageStation Photogrammetric Manager),

ISSD (ImageStation Stereo Display), ISFC (ImageStation Feature Collection) e ISDC



(ImageStation DTM Collection) referem-se a outros produtos pertencentes ao pacote

fotogramétrico distribuído pela Zeiss/Intergraph.

Figura 3.19 – Worflow de produção automática de MDT`s utilizando o software ISAE.

Na parametrização dos dados de entrada para o processamento da aquisição automática de

pontos de elevação, o software ISAE requer a indicação da localização das imagens

estereoscópicas, com as respectivas overviews criadas, os parâmetros das orientações interior

e exterior, a localização do ficheiro onde os pontos obtidos são guardados, e alguns dados

relativos à dimensão da área do modelo, aos parâmetros de correlação, aos valores da

tolerância, etc. Um dos parâmetros que se torna necessário definir é o tipo de terreno do

modelo. Três opções são fornecidas pelo programa:

- Terreno do tipo Flat, relativo a uma superfície de terreno primordialmente do tipo

plano, ou seja com declives suaves;

- Terreno do tipo Hilly, relativo a uma superfície de terreno primordialmente do tipo

colina, em que não é essencialmente plano nem é essencialmente montanhoso;

- Terreno do tipo Mountainous, relativo a uma superfície de terreno

primordialmente do tipo montanhoso.



Em face do tipo de terreno seleccionado, as propriedades do limite de paralaxe e da distância

da linha epipolar são alteradas pelo próprio software. Com a activação da função “Adaptive

Parallax” permite-se que o programa calcule automaticamente o seu espaço de pesquisa, da

área de trabalho, e com a função “Adaptive Matching” permite-se que o programa, no caso de

existirem combinações insuficientes, volte a filtrar as imagens com áreas pobres em textura,

com a finalidade de obter mais combinações.

Na área relativa à parametrização da reconstrução da superfície, insere-se os dados relativos à

largura da grelha, o valor do desvio padrão, e qual o filtro de adoçamento do terreno a utilizar.

Na largura da grelha deve-se ter atenção aos valores que se inserem, uma vez que, diminuindo

a largura da grelha aumenta significativamente o tempo de processamento. Por outro lado,

uma largura grande da grelha pode enfraquecer a geometria da grade. O software propõe, para

o caso de utilização de fotografias aéreas, que o valor para este parâmetro seja derivado da

seguinte equação:

Largura da Grelha = 30 * Tamanho do Pixel * Módulo da Escala da Foto (3.16)

Relativamente ao valor do desvio padrão, este é fornecido pela triangulação aérea automática

realizada e descreve a precisão teórica da medição 3D dos pontos do terreno.

O filtro de suavização do terreno tem como função a determinação do grau com que o

programa filtra detalhes locais fora do terreno e adoça as superfícies terrestres. O seu valor

pode ser Low (Baixo), Medium (Médio) ou High (Alto). O grau de adoçamento depende do

tipo de terreno, por exemplo, quando o terreno é muito liso, um alto grau de suavização é

razoável, enquanto que, quando o terreno montanhoso é muito áspero, um médio ou mesmo

um baixo grau de suavização é recomendado [Zeiss/Intergraph, 2002].

3.6.3. Construção da Superfície do Modelo Digital de Terreno

Uma vez construídos, os MDT`s podem ser divididos, atendendo à distribuição dos seus

pontos, em duas classes [Portugal et al., 1999]:

Modelo TIN (Triangulated Irregular Network) – contem pontos espaçados

aleatoriamente, formando uma rede irregular de triângulos;

Modelo GRID – grelha de pontos espaçados uniformemente.



3.6.3.1. Modelo TIN

A construção do modelo TIN é realizada desenhando linhas entre todos os pontos de forma a

obter uma rede irregular de triângulos, ou seja, este modelo aproxima o terreno através de

poliedros de faces triangulares com dimensões variáveis irregulares.

Existem vários métodos possíveis para a construção desta rede diferenciando-os o critério

utilizado na ligação dos pontos, podendo-se encontrar detalhes sobre a construção desses

métodos na literatura, nomeadamente em Watson [1981], Lancaster and Salkauskas [1986],

Catalão Fernandes [1990] e Santos et al. [2001]. De todos os métodos salienta-se o critério de

triangulação de Delaunay, que consiste num processo iterativo em que para cada triângulo

construído se faz passar um círculo pelos seus vértices e se algum ponto ficar dentro desse

círculo, constrói-se um novo triângulo, garantindo-se desta forma que toda a informação

existente é utilizada na construção do modelo. Segundo Catalão Fernandes [1990], a

triangulação de Delaunay é feita a partir do polígono de Voronoi, no qual em torno de cada

ponto é construído um polígono convexo, de tal modo que dois polígonos contíguos possuam

em comum uma única aresta, que é equidistante dos pontos internos aos referidos polígonos.

Desta forma, todos os pontos contíguos são unidos por segmentos de recta, dando origem à

malha de triângulos de Delaunay. Ainda segundo o mesmo autor, os limites de um triângulo

nunca são interceptados pelos de outro triângulo, sendo estes triângulos o mais equiláteros

possíveis e de menor área.

Com o critério de Delaunay a rede de triângulos obtida adapta-se, de uma forma relativamente

rigorosa, ao terreno.

Após construída a rede de triângulos, existem vários tipos de interpolação que permitem

conhecer a altitude de qualquer ponto do terreno a partir do par de coordenadas planimétricas

(X e Y), destacando-se a interpolação planar, recomendada para modelos TIN com uma

grande densidade de pontos. A interpolação planar permite conhecer a altitude de qualquer

ponto do modelo recorrendo ao plano formado pelos três vértices do triângulo em que o ponto

se encontra.

O modelo TIN destaca-se do modelo GRID por ser mais rigoroso na representação do terreno,

sendo o mais indicado para representar zonas morfologicamente acidentadas.



3.6.3.2. Modelo GRID

O modelo GRID consiste numa representação regular do terreno, com pontos espaçados

uniformemente, formando uma rede rectangular que pode ser mais ou menos precisa

atendendo ao número de pontos que a formam.

Após a construção do modelo, a altitude de qualquer ponto do terreno é fornecida realizando

uma interpolação relativamente aos pontos da área, dos quais por inerência se conhece a

elevação.

O tipo de interpolação a adoptar depende dos parâmetros de densidade dos pontos, da precisão

e da capacidade de processamento da informação.

Existem vários tipos de interpolação que se podem utilizar, nomeadamente a interpolação

bilinear, a interpolação bicúbica e a interpolação do vizinho mais próximo.

A interpolação bilinear consiste na determinação da altitude do ponto recorrendo à

informação fornecida pelos quatro pontos, do modelo GRID, mais próximos.

A interpolação bicúbica também consiste na determinação da altitude do ponto recorrendo à

informação proporcionada pelos dezasseis pontos mais próximos.

A interpolação do vizinho mais próximo utiliza apenas a informação altimétrica do ponto que

se encontra mais próximo.

Este modelo é, em regra geral, mais fácil de manipular, do ponto de vista informático, do que

o modelo TIN.



EEEXXXTTTRRRAAACCCÇÇÇÃÃÃOOO DDDOOOSSS MMMOOODDDEEELLLOOOSSS

DDDIIIGGGIIITTTAAAIIISSS DDDEEE TTTEEERRRRRREEENNNOOO

4.1. Definição da Série Temporal Para a Área de Estudo

A fonte principal de informação deste estudo é a fotografia aérea. De forma a ser definida a

série temporal de estudo para a área referida no capítulo 1.4 da presente investigação, foram

contactados diversos organismos nacionais no sentido de obter as datas de voos da área. Três

entidades nacionais, Instituto Geográfico do Exército (IGeoE), Instituto Geográfico Português

(IGP) e Força Aérea Portuguesa (FAP), forneceram as datas e a respectiva escala de voo das

coberturas áreas que possuem, conforme indicado na tabela 4.1.

Assim sendo verificou-se que a zona em estudo tem sido sobrevoada, com fins cartográficos e

militares, com alguma regularidade. Constatou-se que o primeiro levantamento

fotogramétrico na área de estudo foi efectuado em 1947, pela Royal Air Force para o Serviço

Cartográfico do Exército, actual Instituto Geográfico do Exército, e o último voo ocorreu no

ano de 2000, pela Força Aérea Portuguesa.

Foram consideradas para análise 6 épocas diferentes no intervalo da série temporal, que

começa com os dados de 1947, continua com as informações fornecidas pelos voos de 1957,

de 1972, de 1983, de 1991 e termina com os dados de 2000, permitindo obter uma série

temporal de 53 anos. A caracterização do conjunto de fotografias aéreas correspondentes ao

presente estudo pode ser observada na tabela 4.2.

IV



Tabela 4.1 – Voos na área de São Martinho do Porto.

ANO DO VOO ESCALA TIPO ENTIDADE

1947 1:30 000 P/B SCE / actual IGeoE

1957 1:10 000 P/B IGC / actual IGP

1958 1: 26 000 P/B SCE / actual IGeoE



1980 1:15 000 P/B FAP



1983 1:15 000 P/B FAP


1991 1:8 000 COR FAP

1998 1:6 000 P/B IPCC / actual IGP

1999 1:26 900 COR IGeoE

2000 1:15 000 P/B FAP

Tabela 4.2 – Caracterização das fotografias aéreas nas 6 épocas de estudo.

DATA VOO ESCALA TIPO FOTOS CÂMARADIST.ª

FOCAL [mm]ENTIDADE

RAZÃO DO

VOO

25 Julho

1947 RAF47 1:30 000 P/B

5094

5096 --------- 154.2 IGeoE Cartografia

1957 CaldasRainha57 1:10 000 P/B 3620

3621 --------- 209.83 IGP Cartografia

1972 DGF72 1:15 000 P/B 159250

159251 Wild RC5 152.05 IGP Cartografia

26 Setembro

1983 Alcobaça83 1:8 000 P/B

1439

1440 Wild RC10 153.36 IGP Cartografia

1991 43/91 1:8 000 COR 3416

3417 Wild RC10 152.31 FAP Militar

15 Março

2000 08/00 1:15 000 P/B

1776

1777 Wild RC30 152.73 FAP Militar

Para os voos de 1947 e de 1957 não existem quaisquer parâmetros de calibração das câmaras

fotogramétricas. Os diapositivos do voo do ano de 1947 apresentam 4 marcas de orientação

interna triangulares localizadas no meio dos lados da fotografia, numa dimensão de área de

227 mm por 229 mm. No caso do voo de 1957, a dimensão dos diapositivos é de 182 mm por

182 mm, enquanto que as 4 marcas fiduciais já se encontram localizadas nos cantos do

perímetro da foto. Nos restantes voos, realizados com câmaras aéreas Wild, existem todos os



elementos necessários a uma correcta parametrização das lentes e da orientação interna, sendo

o tamanho das fotos de 230 mm por 230 mm, formato habitual nas câmaras aéreas com

abertura de cone de grande angular, que permitem uma melhor percepção do relevo.

Importa também referir que o voo de 1947 não apresenta a melhor textura para o presente

estudo, em face das condições pancromáticas, da idade, do manuseamento, das condições de

preservação ao longo do tempo e dos meios disponíveis à data do voo.

4.2. Digitalização dos Diapositivos da Série Temporal

Todos os diapositivos referidos na tabela 4.2 foram rasterizados num PhotoScan TD da

Zeiss/Intergraph, onde cada diapositivo constitui um único ficheiro CMP (CoMposit Color).

No estudo foi adoptado a resolução do tamanho do pixel de 14 μm, resultando que, em face

das diferentes escalas de cada par de fotografias das 6 épocas consideradas, a definição da

área de cada pixel no terreno fica na ordem de:

Tabela 4.3 – Definição do pixel de digitalização e correspondentes valores no terreno.

VOO ESCALA FOTOS DIGITALIZAÇÃO

[μm] DEFINIÇÃO NO

TERRENO [m] DESVIO PADRÃO

ASSOCIADO [m]

1947 1:30 000 5094 e 5096 14 0.42 0.06

1957 1:10 000 3620 e 3621 14 0.14 0.02

1972 1:15 000 159250 e 159251 14 0.21 0.03

1983 1:8 000 1439 e 1440 14 0.11 0.02

1991 1:8 000 3416 e 3417 14 0.11 0.02

2000 1:15 000 1776 e 1777 14 0.21 0.03

O formato escolhido neste estudo foi o “INGR JPEG compressed”, em que o valor de

compressão “JPEG Q Factor” utilizado foi de 15. Quanto maior for este factor, maior é a

compressão da imagem e consequentemente existe uma diminuição da sua qualidade.

Também se optou pela criação máxima de overviews no momento da digitalização dos

diapositivos, tendo-se utilizado o filtro de Gaussian.



4.3. Apoio Topográfico e Pontos Fotogramétricos

O apoio topográfico, realizado em 20 de Novembro de 2004, teve como objectivo a obtenção

de uma boa base de pontos de controlo, com exactidão geométrica, para a área em estudo.

A escolha dos pontos de controlo do terreno corresponde a uma fase muito importante no

processo fotogramétrico, pois pode condicionar todo o trabalho posterior. De acordo com

Wolf [1983], o rigor da informação a extrair das fotografias aéreas não pode ser superior ao

rigor obtido na determinação das coordenadas dos pontos de controlo do terreno em que é

baseada. Nesta conformidade e em face das 6 épocas existentes, tornou-se primordial escolher

pontos fotogramétricos (PF) que pudessem ser visualizados nas diferentes fotografias da série

temporal.

Como informação colateral obteve-se os seguintes dados [Silva, 2005]:

- Em 1919 foi colocado o busto do comendador José Bento da Silva no largo que

recebeu o seu nome, também conhecido por Adro;

- Em 1931 foi construída a rampa do salva-vidas do Instituto de Socorros a

Náufragos;

- Em 1935 foi construído, junto ao cais, o edifício para alojamento dos filhos de

funcionários da então Empresa de Cimentos de Leiria, Maceira-Liz, durante a

época balnear, para gozo de férias;

- Em 1940 foi inaugurado o Cruzeiro, na parte mais alta do monte da Vigia, por

detrás da capela de Santo António. Monumento que assinala as comemorações do

VIII Centenário da Fundação da Nacionalidade e o III da Restauração da

Independência Nacional.

Em face destes dados, apurou-se que estes elementos constavam em todas as épocas

consideradas, pelo que foram escolhidos como pontos fotogramétricos para todas os voos

aéreos em estudo. De igual forma, a Capela de Santo António também foi considerada em

todas as fotografias da área.



Posteriormente foram definidos outros pontos fotogramétricos, de forma a obter uma malha

mais densa de pontos de controlo de terreno para a área em investigação. Refira-se que estes

pontos fotogramétricos seleccionados não constam em todas as épocas de estudo

consideradas, especialmente nas fotografias dos voos mais antigos. Na figura 4.1 é possível

visualizar a malha de pontos considerada para a área, referindo-se que:

- PF 100, PF 1, PF 2 e PF 3 referem-se ao Cruzeiro inaugurado em 1940;

- PF 4 e PF 5 referem-se à Capela de Santo António;

- PF 10, PF 15 e PF 16 referem-se à estátua do busto do comendador José Bento da

Silva;

- PF 101 refere-se ao edifício da colónia de férias;

- PF 103 refere-se à rampa do salva-vidas;

- PF 105 refere-se ao vértice geodésico PEDERNEIRA.

Figura 4.1 – Imagem aérea com a localização dos PF`s.

LEGENDA

- PF Planimérico e Altimétrico - PF Altimétrico - N.º do PF Pla+Alt

A imagem aérea refere-se à foto 3417

do voo FAP de 1991.



A obtenção das coordenadas dos pontos de controlo de terreno foi efectuada a partir do

sistema de posicionamento global GPS em modo cinemático. A utilização do sistema

diferencial em tempo real consistiu na utilização em simultâneo de duas antenas receptoras

dos sinais provenientes dos satélites, de forma a aumentar o rigor dos dados obtidos por

correcção diferencial em tempo real das coordenadas.

O modo de posicionamento diferencial pressupõe o uso de duas antenas receptoras GPS em

simultâneo, em que uma das antenas é denominada de ponto base fixo, localizada num ponto

cujas coordenadas são conhecidas e registando continuadamente dados, e a outra antena,

móvel, serve para a determinação das coordenadas dos pontos pretendidos.

Foi utilizado, neste trabalho, um receptor GPS Trimble 4700, de dupla frequência L1 e L2 e

de elevado rigor posicional. O ponto fixo adoptado foi o vértice geodésico PEDERNEIRA

(PF 105).

Na determinação dos registos em cada um dos pontos pretendidos foi assumido um número

mínimo de 6 satélites, variando o tempo de observação em função do número de satélites

“visíveis” mas nunca inferior a 1 minuto, possibilitando desta forma a obtenção de precisões

de ordem centimétrica, em face do rigor obtido na estação base e do número de satélites

disponíveis. A distância dos diversos pontos ao ponto base fixo é inferior a 1250 metros.

Os dados foram processados posteriormente à campanha de recolha de dados, através do

software TGO (Trimble Geomatics Office V 1.50) da Trimble Navigation Limited, cujo

processo automático após a inserção dos dados, aceitava ou rejeitava as observações

efectuadas em função da precisão pretendida.

O modelo geóide utilizado foi o EGM96 (Earth Gravity Model 96) e a confiança dos dados

baseia-se no Teste do Qui-Quadrado (χ2) com um grau de confiança de 95%. Após o

processamento de todos os dados é possível visualizar os resultados e obter informações

estatísticas dos mesmos através de relatórios de resultados.

A malha de pontos de controlo de terreno obtida é constituída por 34 pontos fotogramétricos,

com uma precisão superior a 1 centímetro em planimetria e a 3 centímetros em altimetria

(tabela 4.4). Os resultados obtidos pela precisão das coordenadas cartográficas dos pontos

fotogramétricos demonstram que a sua aquisição superou as expectativas mais optimistas. No

entanto, refere-se que os valores da precisão estimada por mínimos quadrados são

normalmente muito optimistas.



Tabela 4.4 – Coordenadas HGDLx dos Pontos Fotogramétricos e respectiva precisão estimada no ajustamento.

Nome PF M [m]

Desvio Padrão em M

[m]

P [m]

Desvio Padrão

em P [m]

H [m]

Desvio Padrão em H

[m]

VG 105 114145.720 0.000 283976.360 0.000 93.140 0.000

Marca Bronze Cruzeiro 100 113518.587 0.000 283455.283 0.000 68.429 0.000

Ponto 1 do Cruzeiro 1 113517.340 0.004 283452.487 0.006 68.256 0.026



Capela Sto. António 4 113445.908 0.003 283384.944 0.006 52.592 0.026

Muro junto à Capela Sto. António 5 113443.591 0.004 283392.402 0.007 51.830 0.028

Muro da Capitania - Lado Av. 6 113743.032 0.004 283207.127 0.007 3.675 0.030

Muro da Capitania - Lado Rua 7 113744.840 0.004 283209.938 0.010 3.621 0.030

Muro Escola Primária 8 113999.387 0.007 283101.847 0.005 3.284 0.027

Muro Cruzamento Ruas 9 114021.022 0.005 283046.884 0.006 3.097 0.027

Estátua do Antigo Adro 10 113841.873 0.003 283259.962 0.004 22.675 0.026

Canteiro Sul da Estátua 15 113841.758 0.005 283259.594 0.005 22.369 0.027

Canteiro Oeste da Estátua 16 113840.572 0.004 283260.920 0.004 22.378 0.027

Ponto 1 da Entrada da Eira 17 113729.403 0.004 283911.008 0.004 66.115 0.026

Ponto 2 da Entrada da Eira 18 113728.075 0.004 283910.169 0.005 66.044 0.026

Ponto 3 da Eira 19 113728.818 0.005 283919.816 0.005 65.730 0.027

Casa do Facho 20 113124.132 0.004 283940.184 0.005 81.213 0.026

Largo da Estrada no Pico do Facho 1 21 113164.020 0.005 283912.528 0.006 76.121 0.027












Entroncamento 1 33 113210.539 0.005 283903.597 0.006 74.311 0.027

Entroncamento 2 34 113214.212 0.003 283906.354 0.004 74.161 0.026

Colónia de Férias 101 113366.399 0.001 283117.526 0.001 2.551 0.012

Rampa do Salva-Vidas 103 113336.405 0.001 283073.605 0.001 1.989 0.011

4.4. Orientação dos Pares Estereoscópicos

Com o objectivo de obter os dados de orientação externa de cada par de fotografias da série

temporal em estudo, utilizou-se o software de triangulação aérea automática ISAT. A

utilização deste programa subentende a utilização de outros softwares do grupo



Zeiss/Intergraph, nomeadamente os programas ISDM (ImageStation Digital Mensuration) e

ISPM, que lhe estão intrínsecos.

A utilização do software ISAT pressupôs a criação de projectos para cada época de estudo da

série temporal. A criação do projecto obrigou à introdução de diversos dados relativos a cada

ano de análise, nomeadamente as informações, indicadas na tabela 4.5, consideradas

essenciais.

Tabela 4.5 – Valores de parametrização dos 6 projectos fotogramétricos.

NOME FOTOS ESCALA

ALTURA

MÉDIA DE

VOO [m]

ELEVAÇÃO

MÉDIA DO

TERRENO [m]

SISTEMA DE

COORDENADAS

DIST.ª

FOCAL [mm]

IGE47 5094, 5096 1:30 000 4626 50 HGDLx 154.2

IGP57 3620, 3621 1:10 000 2100 50 HGDLx 209.83

IGP72 9250, 9251 1:15 000 2280 50 HGDLx 152.05

IGP83 1439, 1440 1:8 000 1218 50 HGDLx 153.36

FAP91 3416, 3417 1:8 000 1218 50 HGDLx 152.31

FAP00 1776, 1777 1:15 000 2290 50 HGDLx 152.73

Outras informações introduzidas correspondem à indicação do tipo de dados usados

(fotografia aérea), unidades de medida linear (metros), unidades de medida angular (graus) e o

valor do raio da Terra, tendo-se adoptado o valor existente por defeito no programa (6378000

metros).

Os parâmetros para a correcção da refracção atmosférica, assim como da curvatura da terra,

não foram utilizados uma vez que os voos foram realizados a baixa altitude e abrangem uma

área relativamente pequena, pelo que a superfície da Terra pode ser considerada plana.

Os dados relativos à câmara métrica são fornecidos através do certificado de calibração da

câmara. No Anexo 1 e no Anexo 2 da presente dissertação encontram-se definidos os

parâmetros utilizados. No caso dos voos de 1947 e 1957 considerou-se que os valores do PPS

e do PPA eram iguais a zero e que não fossem consideradas correcções às distorções da lente

da câmara utilizada.

As coordenadas terreno (X, Y e Z) dos pontos fotogramétricos são introduzidas num ficheiro

vazio gerado no momento da criação do projecto.



Na orientação interna efectuada em cada época de voo da série temporal, tomou-se como

precisão mínima de aceitação de orientação o valor de 10 mícrons.

O valor definido para o desvio padrão das medições foi de 5 μm, e para a tolerância de

convergência nos ajustamentos, considerou-se um máximo de 10 iterações, um erro posicional

(x,y,z) de 0.01 metros e um erro de atitude (ω, φ, κ) de 0.001 graus.

A orientação relativa foi realizada fazendo as leituras das coordenadas imagem dos pontos

fotogramétricos em todas as fotografias onde eles são identificáveis, inicialmente em

monoscopia e refinando-as posteriormente em estereoscopia. Para facilitar a identificação dos

PF’s, foi conveniente ter os croquis com a sua localização e respectivo código. No Anexo 3

poderão ser observados todos os croquis dos pontos fotogramétricos adquiridos.

Figura 4.2 – Exemplo de um registo de PF (PF103).



No estudo realizado garantiu-se um mínimo de cinco pontos de controlo terreno em todos os

pares estereoscópicos em investigação (o mínimo de utilização dos PF`s ocorreu na orientação

do par estereoscópico do voo de 1947, em virtude de muitos dos pontos de controle

adquiridos não constarem nas imagens do referido voo ou devido a problemas de identificação

desses pontos em face da textura apresentada por esse voo).

O valor limite de aceitação da orientação relativa foi definido para 20 mícrons.

No processamento da triangulação aérea e para cada época de estudo, o programa fez, nas

áreas de Von Gruber, a correlação entre as fotos do modelo e executou o ajustamento do par

estereoscópico em face dos parâmetros de ajustamento definidos, usando a sua técnica de

point-matching, associada à determinação dos valores pelo método de mínimos quadrados (o

valor limite de aceitação da orientação absoluta foi definido para 20 mícrons).

Após o processamento da triangulação aérea automática (para cada ano considerado),

analisou-se os dados obtidos, tendo-se verificado que, em cada época de estudo, eram criados

pontos de apoio com fraca correlação no terreno e outros localizados no mar. Os pontos de

apoio gerados no mar foram todos retirados (desligados) da TAA e os que possuíam uma

fraca correlação no terreno foram também desligados, caso existissem outros na mesma zona,

ou então introduziu-se um ponto através da leitura desse elemento nas duas fotografias do par

estereoscópico. No voo de 1947 ocorreu o maior número de pontos de apoio que foram

desligados da TAA.

Posteriormente efectuaram-se diversos pós-processamentos da TAA, obtendo-se os seguintes

dados finais:

Tabela 4.6 – Valores resultantes do processo fotogramétrico.

NOME ESCALA N.º PF`s

USADOS

N.º PONTOS

GERADOS

TAA - N.º

ITERAÇÕES

PRECISÃO DA

TAA [μm]

SIGMA RO

[μm]

SIGMA AO

[μm]

IGE47 1:30 000 5 19 4 19.5 19.86 14.40

IGP57 1:10 000 7 41 5 14.2 14.17 4.06

IGP72 1:15 000 12 22 4 11.9 13.03 9.61

IGP83 1:8 000 14 80 4 6.6 7.04 2.75

FAP91 1:8 000 15 59 4 9.8 11.85 4.01

FAP00 1:15 000 18 56 3 7.9 7.48 6.17



Relativamente ao erro médio quadrático da orientação absoluta, os valores obtidos foram os

seguintes:

Tabela 4.7 – Erro médio quadrático da orientação absoluta das 6 épocas.

ANO ESCALA M [m] P [m] H [m] MP [m]

1947 1:30 000 1.030 1.064 1.081 1.049

1957 1:10 000 0.232 0.159 0.098 0.199

1972 1:15 000 0.696 0.508 0.350 0.606

1983 1:8 000 0.128 0.122 0.111 0.125

1991 1:8 000 0.177 0.194 0.148 0.186

2000 1:15 000 0.307 0.265 0.227 0.287

Da leitura da tabela 4.6 verifica-se uma degradação na qualidade da triangulação aérea

automática em função do tempo, ressaltando, no entanto, o caso do voo de 1983, data na qual

se obteve o melhor resultado. O facto dos voos de 2000 e de 1991 não terem sido realizados

com o propósito cartográfico poderá explicar a circunstância. O mesmo fenómeno é

verificado ao nível da precisão da orientação relativa.

O voo de 1991, embora tenha sido realizado a cores e a uma boa escala, não representou uma

mais valia no processo automático, em comparação com os outros voos pancromáticos e que

possuem uma escala igual ou aproximada.

Ao nível da precisão da orientação absoluta, verifica-se que, em termos gerais, a sua

qualidade aumenta com o aumento da escala das fotografias, independentemente do tipo de

filme (níveis de cinzento) associado. Como seria de esperar o voo de 1947 apresenta o pior

valor de precisão da sua orientação absoluta.

Por análise à tabela 4.7 verifica-se que os valores obtidos satisfazem plenamente o objectivo

pretendido, uma vez que a precisão dos pontos, em planimetria e em altimetria, é inferior a 20

centímetros para os voos realizados às escalas 1:8 000 e 1:10 000. Para os voos efectuados à

escala 1:15 000, a precisão é inferior a 30 centímetros para o voo realizado em 2000 e a 61

centímetros para o voo efectuado em 1972. Relativamente ao voo de 1947, à escala 1:30 000,

a precisão é inferior a 110 centímetros.

Tendo por objectivo efectuar uma verificação sobre o erro altimétrico dos diversos voos da

série temporal em estudo, procedeu-se a uma comparação entre os valores da coordenada



altimétrica de 24 pontos de controlo terreno e o seu valor nos modelos estereoscópicos. Os

resultados obtidos foram os seguintes:

Tabela 4.8 – Comparação altimétrica para as 6 épocas em estudo.

PF FAP00 FAP91 IGP83 IGP72 IGP57 IGE47

N.º H Leitura Lt-H Leitura Lt-H Leitura Lt-H Leitura Lt-H Leitura Lt-H Leitura Lt-H

100 68.429 68.425 -0.004 68.464 0.035 68.442 0.013 68.433 0.004 68.433 0.004 68.677 0.248

1 68.256 68.168 -0.088 68.259 0.003 68.261 0.005 68.228 -0.028 68.259 0.003 68.449 0.193

2 68.247 68.192 -0.055 68.266 0.019 68.238 -0.009 68.222 -0.025 68.254 0.007 68.499 0.252

3 68.240 68.168 -0.072 68.259 0.019 68.242 0.002 68.228 -0.012 68.248 0.008 68.499 0.259

4 54.018 54.084 0.066 54.055 0.037 54.092 0.074 54.093 0.075 54.045 0.027 54.578 0.560

5 51.830 51.837 0.007 51.823 -0.007 51.842 0.012 51.828 -0.002 51.895 0.065 51.878 0.048

17 66.115 66.061 -0.054 X 66.123 0.008 66.099 -0.016 66.091 -0.024 X

18 66.044 65.961 -0.083 X 66.095 0.051 65.995 -0.049 65.979 -0.065 X

19 65.730 65.681 -0.049 X 65.818 0.088 65.695 -0.035 65.691 -0.039 X

20 81.213 81.217 0.004 81.229 0.016 81.293 0.080 81.128 -0.085 81.226 0.013 X

21 76.121 76.110 -0.011 76.056 -0.065 76.083 -0.038 76.083 -0.038 76.079 -0.042 76.123 0.002

22 76.039 76.021 -0.018 76.037 -0.002 76.009 -0.030 75.994 -0.045 75.998 -0.041 76.272 0.233

23 75.828 75.817 -0.011 75.797 -0.031 75.897 0.069 75.884 0.056 75.732 -0.096 76.099 0.271

24 75.520 75.513 -0.007 75.538 0.018 75.559 0.039 75.458 -0.062 75.524 0.004 75.903 0.383

25 75.179 75.174 -0.005 75.121 -0.058 75.167 -0.012 75.184 0.005 75.206 0.027 75.398 0.219

26 75.176 75.174 -0.002 75.121 -0.055 75.167 -0.009 75.184 0.008 75.206 0.030 75.398 0.222

27 74.812 74.819 0.007 74.793 -0.019 74.799 -0.013 74.829 0.017 74.774 -0.038 74.599 -0.213

28 74.762 74.783 0.021 74.802 0.040 74.774 0.012 74.809 0.047 74.830 0.068 74.928 0.166

29 75.007 75.003 -0.004 74.929 -0.078 74.991 -0.016 74.963 -0.044 74.997 -0.010 75.100 0.093

30 75.211 75.167 -0.044 75.151 -0.060 75.224 0.013 75.234 0.023 75.194 -0.017 75.324 0.113

31 75.493 75.469 -0.024 75.459 -0.034 75.464 -0.029 75.477 -0.016 75.491 -0.002 75.301 -0.192

32 76.008 76.029 0.021 75.953 -0.055 75.999 -0.009 75.992 -0.016 75.998 -0.010 75.698 -0.310

33 74.311 74.280 -0.031 74.326 0.015 74.272 -0.039 74.274 -0.037 74.287 -0.024 X

34 74.161 74.135 -0.026 74.147 -0.014 74.162 0.001 74.169 0.008 74.145 -0.016 X

No PF4, ao valor da sua altitude foi adicionado a altura da antena utilizada na coordenação

dos pontos fotogramétricos.

O erro de posicionamento em H encontra-se retratado na tabela 4.9.



Tabela 4.9 – Erro de posicionamento em altimetria.

VOO MÉDIA DAS

DIFERENÇAS [m]

DESVIO PADRÃO

[m]

FAP00 -0.0192 0.0358

FAP91 -0.0131 0.0375

IGP83 0.0110 0.0372

IGP72 -0.0111 0.0378

IGP57 -0.0070 0.0374

IGE47 0.1415 0.2147

Figura 4.3 – Gráfico com a representação das diferenças de valor altimétrico dos PF`s .

Em conformidade com os elementos referidos na tabela 4.9, verifica-se que as orientações dos

pares estereoscópicos, constantes na série temporal em análise, foram correctamente

efectuadas, sendo a precisão dos dados altimétricos muito superior aos objectivos propostos.



4.5. Estudo do Método a Utilizar na Aquisição Automática dos Modelos

Digitais de Terreno

Com o voo do ano 2000 procedeu-se ao estudo do melhor método a aplicar na aquisição dos

Modelos Digitais do Terreno em face das opções fornecidas pelo software, de geração

automática de pontos de elevação, ISAE.

Para verificar qual o tipo de terreno a escolher e qual o filtro de adoçamento do terreno a

seleccionar, na geração dos modelos tridimensionais para cada época da série temporal, bem

como validar a precisão dos MDT`s em função dos dois parâmetros indicados anteriormente,

seleccionou-se uma área teste dentro da área de estudo, figura 4.4, na qual se efectuou

também a aquisição manual do MDT para servir de base de comparação entre os modelos

gerados automaticamente.

Figura 4.4 – Indicação da área teste dentro da área de estudo temporal.

Com recurso ao software ISFC, em conjugação com o programa CAD (Computer Aided

Design) MicroStation, definiu-se a área de teste (collection boundary line), contemplando

atributos que posteriormente o programa ISAE reconhecerá como limite de MDT pretendido.



Na aquisição manual dos pontos de elevação, na área teste, utilizou-se o software ISDC, em

que se considerou uma grelha de 2.5 metros de lado.

Na criação automática dos modelos digitais do terreno, para a área teste, considerou-se os

seguintes parâmetros:

- Dados de orientação do par fotográfico fornecidos pelo projecto “FAP00”;

- Ficheiro CAD MicroStation contendo o limite da área de teste;

- Largura de grelha – 2.5 metros;

- Utilização do “Adaptive Parallax” e do “Adaptive Matching”;

- Combinação Tipo de Terreno/Filtro de Adoçamento:

ο Tipo Flat / Medium;

ο Tipo Hilly / High;

ο Tipo Hilly / Medium;

ο Tipo Hilly / Low;

ο Tipo Mountainous / High;

ο Tipo Mountainous / Medium;

ο Tipo Mountainous / Low.

O tipo de terreno Flat só foi considerado uma vez, em face do tipo de terreno da área, que

apenas apresenta na zona mais elevada um perfil plano. Na largura da grelha optou-se por

manter o valor de 2.5 metros, utilizado na aquisição manual dos pontos de elevação, em

detrimento do valor aconselhado pelo programa, 6.3 metros (LG=30*14μm*15000), de modo

a que os pontos gerados automaticamente coincidissem com os pontos obtidos pelo processo

manual.

Utilizando os pontos fotogramétricos existentes na área de teste, no total de 14 (PF21 ao

PF34), foi efectuada uma comparação entre o valor da altitude dos pontos de controlo terreno

e o respectivo valor altimétrico obtido na aquisição manual do MDT, verificando-se que o

valor médio das diferenças era de 0.432 metros, sendo o desvio-padrão igual a 0.089 metros.

Estes resultados indicam que a aquisição manual tinha ocorrido de uma forma bastante

satisfatória.



Posteriormente as 7 representações numéricas do terreno adquiridas automaticamente para o

teste considerado foram comparadas com o MDT adquirido manualmente, tendo-se apurado

os seguintes resultados (o número de pontos gerados é análogo para todos os MDT`s

considerados e é igual a 6739):

Tabela 4.10 – Dados de comparação entre o MDT manual e os MDT`s gerados.

MDT

[Terreno/Filtro]

Flat /

Medium [m]

Hilly /

High [m]

Hilly /

Medium [m]

Hilly /

Low [m]

Mountainous /

High [m]

Mountainous /

Medium [m]

Mountainous /

Low [m]

Média das Diferenças 2.488 0.520 0.493 0.513 0.497 0.480 0.509

Desvio-Padrão 6.934 1.098 1.037 1.084 1.040 0.947 0.992

Erro Médio

Quadrático 7.304 1.126 1.061 1.109 1.065 0.968 1.013

Da análise da tabela 4.10 conclui-se que o melhor método a aplicar na aquisição automática

dos modelos digitais do terreno para a área de estudo é considerar o terreno do tipo

montanhoso (Mountainous) e aplicar o filtro de adoçamento médio. Com este sistema obteve-

se um valor médio das diferenças, entre os valores altimétricos obtidos pelo processo manual

e os valores obtidos pelo processo automático, de 0.480 metros, um desvio-padrão de 0.947

metros e um erro médio quadrático de 0.968 metros.

Como seria expectável, o método de considerar o terreno do tipo plano (Flat) falhou, pois os

valores obtidos por este modo estão significativamente afastados dos resultados obtidos pelos

outros seis sistemas.

A precisão obtida pelos processos automáticos, considerando o terreno do tipo Hilly ou do

tipo Mountainous, em comparação com o processo manual, revelou precisões na ordem de um

metro, situando-se a média das diferenças na ordem dos 50 centímetros.

4.6. Aquisição Automática dos Modelos Digitais de Terreno para as Seis

Épocas de Estudo

Definidas as indicações a utilizar na aquisição automática dos pontos terreno para as 6 épocas

em estudo, procedeu-se à obtenção dos MDT`s para a área em estudo.



Para todas as épocas, considerou-se a definição dos seguintes parâmetros:

- Dados de orientação fornecidos pelo respectivo projecto, obtidos na TAA;

- Ficheiro CAD MicroStation contendo o limite da área total;

- Tipo de terreno: Mountainous;

- Distância da Linha Epipolar: Valor por defeito;

- Activação do “Adaptive Parallax”;

- Activação do “Adaptive Matching”;

- Filtro de suavização: Médio;

- Desvio-padrão (sigma): Valor da respectiva TAA.

Na definição do espaçamento da grelha, os valores teóricos propostos pelo software ISAE

são:

Tabela 4.11 – Definição teórica do valor de grelha a utilizar.

VOO DIGITALIZAÇÃO

[μm] ESCALA

GRELHA [m]

1947 14 1:30 000 12.6

1957 14 1:10 000 4.2

1972 14 1:15 000 6.3

1983 14 1:8 000 3.36

1991 14 1:8 000 3.36

2000 14 1:15 000 6.3

No entanto, para obtermos uma melhor precisão e em face dos resultados obtidos com o

software na área de teste, optou-se por uma largura de grelha de 2.5 metros para os voos de

2000, 1991, 1983, 1972 e 1957. Relativamente ao voo de 1947, o espaçamento da grelha foi

definido para 5.0 metros, em virtude do programa não processar os dados com um valor

superior. Tal situação deve-se ao facto da escala da fotografia ser de 1:30 000 e as fotografias

possuírem uma deficiente qualidade e resolução dos seus elementos, que dificulta a correlação

de imagens efectuada pelo programa.

Processados os MDT`s de cada época da série temporal, constatou -se que, junto à linha de

separação entre o mar e a terra, os pontos gerados, em todos os anos da série, não definiam



morfologicamente bem o terreno, bem como se verificou que, na área de mar, eram gerados

pontos de coordenada altimétrica negativa e outros de altura superior a 10 metros. Uma das

explicações possíveis para o facto do programa falhar na área do oceano foi ter-se

considerado o terreno, da área de estudo, do tipo montanhoso.

Tendo como objectivo a definição correcta da linha delimitadora entre a zona de mar e a zona

de terra, afim de melhorar a extracção automática dos MDT`s da área de estudo e utilizar essa

informação para estudos posteriores, procedeu-se à aquisição, por processo de restituição

fotogramétrica digital, da linha de costa de cada ano considerado.

Com estes novos dados, voltou-se a proceder à obtenção dos MDT`s para a área em estudo.

As linhas de costa adquiridas foram utilizadas, para cada época de estudo, como breaklines de

informação geomorfológica. Os vértices das linhas de costa adquiridas (valor de altitude igual

a zero) foram, em cada ano de estudo, inseridos como informação de pontos de elevação.

Estes pontos de elevação são úteis em zonas de pobre textura e melhoram a exactidão do

MDT. Todos os outros parâmetros foram idênticos aos utilizados anteriormente.

Adquiridos os MDT`s, apurou-se que, de uma forma geral, as superfícies geradas

acompanhavam o relevo do terreno, ou seja, a modelação do terreno estava de acordo com a

sua morfologia, inclusive junto à zona da linha de costa. Tal situação permitiu concluir que o

software ISAE detecta, com rigor, descontinuidades de terreno.

De forma a validar, em altimetria, os dados fornecidos pelos MDT`s de cada época da série

em estudo, executou-se uma comparação entre os valores da altitude do terreno fornecida

pelos pontos dos modelos digitais de terreno criados e os pontos fotogramétricos que

abrangem a área de estudo.

Os pontos de controlo terreno considerados correspondem a 14 PF`s altimétricos, conforme

indicado na figura 4.1 (PF21 ao PF34).

A área envolvente a estes pontos fotogramétricos aparece em todas as imagens de todas as

épocas de estudo (largo da estrada no Cabeço do Facho), notando-se que se trata de uma zona

sem alterações significativas ao longo do tempo, pelo que se encarou como sendo uma zona

sem grandes variações na morfologia do terreno.

Uma vez que os pontos produzidos pelas 6 representações numéricas do terreno não

coincidem com a localização dos PF`s, realizou-se a avaliação das diferenças considerando o

ponto gerado que mais se aproximava da localização do ponto de controlo terreno, num raio

máximo de 1.40 metros. A avaliação relativa ao ano de 1947 não contempla todos os PF`s,



devido à grelha de pontos gerados para esse ano, originando que alguns dos PF`s se

encontrem situados num raio de vizinhança superior ao considerado.

Os resultados obtidos foram os seguintes:

Tabela 4.12 – Comparação altimétrica para os 6 Modelos Digitais de Terreno.

MDT PF

2000 1991 1983 1972 1957 1947 Valor no Valor no Valor no Valor no Valor no Valor noN.º H

Ponto ≠

Ponto ≠

Ponto ≠

Ponto ≠

Ponto ≠

Ponto ≠

21 76.121 76.592 0.471 76.945 0.824 76.060 -0.061 76.085 -0.036 76.560 0.439 X

22 76.039 76.935 0.896 76.743 0.704 76.177 0.138 76.107 0.068 76.952 0.913 75.753 -0.286

23 75.828 76.411 0.583 76.258 0.430 75.908 0.080 75.619 -0.209 76.402 0.574 74.402 -1.426

24 75.520 76.637 1.117 74.691 -0.829 75.701 0.181 75.203 -0.317 75.445 -0.075 X

25 75.179 75.561 0.382 75.388 0.209 75.445 0.266 75.541 0.362 74.454 -0.725 75.610 0.431

26 75.176 75.561 0.385 75.388 0.212 75.445 0.269 75.541 0.365 74.454 -0.722 75.610 0.434

27 74.812 75.266 0.454 75.259 0.447 75.088 0.276 75.382 0.570 74.686 -0.126 76.729 1.917

28 74.762 75.495 0.733 74.872 0.110 74.691 -0.071 75.132 0.370 74.946 0.184 X

29 75.007 75.783 0.776 75.327 0.320 75.041 0.034 75.586 0.579 75.005 -0.002 78.390 3.383

30 75.211 75.791 0.580 75.248 0.037 75.313 0.102 75.742 0.531 75.318 0.107 X

31 75.493 77.267 1.774 75.936 0.443 75.711 0.218 76.291 0.798 75.767 0.274 X

32 76.008 77.186 1.178 76.845 0.837 76.273 0.265 76.510 0.502 76.303 0.295 X

33 74.311 75.039 0.728 74.397 0.086 74.524 0.213 75.211 0.900 74.471 0.160 76.453 2.142

34 74.161 74.785 0.624 74.393 0.232 74.376 0.215 74.357 0.196 74.078 -0.083 76.130 1.969

Estatisticamente obteve-se os seguintes dados:

Tabela 4.13 – Parâmetros estatísticos relativos à comparação altimétrica para os 6 MDT.

MDT

[Terreno/Filtro] Manual

[m]

2000 [m]

1991 [m]

1983 [m]

1972 [m]

1957 [m]

1947 [m]

Média das diferenças 0.432 0.763 0.290 0.152 0.334 0.087 1.071

Desvio-Padrão 0.089 0.381 0.414 0.119 0.358 0.443 1.554

Por análise à tabela 4.13 pode-se afirmar que os 6 modelos automáticos do terreno gerados, na

área onde não existem grandes alterações na morfologia do terreno, se encontram modelados

de uma forma correcta, uma vez que a precisão obtida para os voos de 2000, 1991, 1983, 1972



e 1957 é inferior a 0.45 centímetros. Os dados obtidos no voo do ano de 1947 não podem ser

considerados como tendo defeito, em face da sua antiguidade, da textura e da escala da

fotografia. Estes resultados permitem confirmar a indicação visual de que as 6 representações

tridimensionais acompanham o relevo do terreno.

O valor de precisão obtido pelo modelo gerado automaticamente para o ano de 1983 difere em

3 centímetros relativamente ao valor obtido manualmente, com o voo do ano 2000, o que

denota que o programa realiza excelentes modelos digitais de terreno desde que a escala das

fotografias associadas seja baixa e as imagens digitais possuam boa qualidade.

Através da tabela 4.13 é novamente possível constatar que os voos realizados sem o carácter

cartográfico apresentam piores resultados, independentemente de serem voos mais recentes,

ou serem realizados a cores e possuírem a mesma escala de voo.

O processo utilizado na comparação entre os dados altimétricos obtidos pelo software ISAE e

dados de controlo de terreno precisos não podia ser aplicado a outras zonas da área de estudo

devido ao facto de, visualmente e por conhecimento da área, se saber que a restante área

sofreu alterações de índole morfológico ao longo do espaço temporal em estudo. A dúvida de

saber se essas alterações foram significativas ou não, requer que seja efectuado um estudo

posterior detalhado sobre os modelos digitais do terreno elaborados para as 6 épocas

consideradas.

Com recurso ao software ArcGIS versão 9.1, da Environmental Systems Research Institute,

Inc. (ESRI), procedeu-se à representação dos 6 modelos digitais de terreno. Estes encontram-

se apresentados nas figuras 4.5 a 4.10.

Todos os MDT`s realizados estão caracterizados por um exagero vertical de 1.5 valores.

De referir que o MDT de 1991 não engloba toda a área, em virtude do modelo estereoscópico

não abranger parte da zona referida como área de estudo B (para esta referência ver

figura.1.7).

Foram seleccionadas 11 classes hipsométricas para as representações dos modelos digitais de

terreno dos anos de 2000, 1991, 1983, 1972 e 1957. Para a representação do MDT de 1947,

houve a necessidade de adicionar uma outra classe hipsométrica, ficando apresentado por 12

classes. Realce para o facto do MDT de 2000 apresentar uma classe hipsométrica (> 88) que

no entanto não tem grande representação no modelo.



Figura 4.5 – Modelo Digital de Terreno para a época de estudo de 2000.




A constituição das classes hipsométricas baseou-se na divisão por intervalos de 10 metros,

exceptuando a primeira classe, referente à representação do mar, e a última classe, referente à

representação entre o último valor do intervalo médio considerado e o valor da altitude

ortométrica máxima para esse modelo.

A representação 2D dos seis MDT`s é efectuada no Capítulo 5, através das figuras 5.1 a 5.6.



VVVAAARRRIIIAAAÇÇÇÃÃÃOOO EEESSSPPPAAAÇÇÇOOO---TTTEEEMMMPPPOOORRRAAALLL DDDOOOSSS

MMMOOOVVVIIIMMMEEENNNTTTOOOSSS DDDEEE VVVEEERRRTTTEEENNNTTTEEE

5.1. Representação dos Seis Modelos Digitais de Terreno

A representação tridimensional dos seis modelos digitais de terreno da área de estudo foi

efectuada no Capítulo 4, através das figuras 4.5 a 4.10. Nessas representações é possível ter a

noção da morfologia que o terreno apresenta nas diversas datas consideradas na série

temporal.

A representação bidimensional é efectuada nesta secção pelas figuras 5.1 a 5.6.

A conjugação destes dois tipos de representação permite que sejam observados características

evidentes nos modelos representativos da realidade terrenas, ao longo das épocas de estudo.

Uma dessas evidências fornecidas pelas seis representações do terreno refere-se à variação

das altitudes máximas no terreno, na área estudada.

V



Figura 5.1 – Representação 2D do Modelo Digital de Terreno do ano de 2000.




Os valores máximos de altitude e o respectivo erro associado, obtidos na aquisição dos

modelos digitais da superfície topográfica encontram-se representados na tabela 5.1.

Tabela 5.1 – Valores de altitude máxima e respectivo erro associado para a área de estudo, nas diferentes épocas consideradas.

ANO Altitude Máxima

[m]

Erro Associado

[m]

1947 103.6 1.6

1957 96.4 0.4

1972 92.3 0.4

1983 92.1 0.1

1991 92.0 0.4

2000 88.3 0.4

Através da tabela 5.1 pode-se verificar que entre 1947 e 1957, o valor máximo de altitude terá

diminuído cerca de 7 metros, pese embora o erro associado à determinação da altitude

máxima para o ano de 1947.

De 1957 para 1972 a perca de altitude máxima situou-se na ordem dos 4 metros, enquanto que

entre 1972 e 1991 não houve variação no valor máximo de altitude ortométrica na área de

estudo, permanecendo o valor de 92 metros.

Para o ano de 2000 o valor supremo da altitude ortométrica situa-se nos 88.3 metros, o que

significa que a área voltou a perder altitude na ordem dos 4 metros relativamente ao ano de

1991.

Assim sendo, a área em investigação, ao longo dos 53 anos de período de tempo averiguado,

diminuiu a sua altitude máxima na ordem dos 15 metros, manifestando uma perca aproximada

de 15 % no valor da altitude máxima do terreno. Esta diminuição não tem ocorrido de uma

forma constante, havendo períodos em que a altitude da zona diminuiu significativamente,

cerca de 11 metros em 25 anos (entre 1947 e 1972) e de aproximadamente 4 metros em 9 anos

(entre 1991 e 2000), havendo outro período de tempo de 19 anos (entre 1972 e 1991) em que

o plano superior da área praticamente não se alterou.

Outra evidência possível de detectar com recurso à visualização dos seis modelos digitais de

terreno é a diminuição sofrida, em toda a área considerada, na sua superfície superior do



terreno. Efectivamente na representação do MDT para o ano de 1947 verifica-se que, em

comparação com as outras representações da superfície do terreno, a área sofreu em toda a sua

extensão uma diminuição do plano superior do terreno.

Relativamente ao MDT de 1947, realce para a zona de escarpa existente na vertente oeste do

modelo e à qual estava inerente a altitude ortométrica máxima da área, sendo que no modelo

de 1957 esta zona já não se encontra representada da mesma forma, o que sugere que entre

1947 e 1957 ocorreu um grande desmoronamento de escarpa naquele território. Segundo um

artigo denominado “Memórias de S. Martinho do Porto”, de Ernesto Cunha com adaptação de

Luís Manuel Silva, publicado no Correio do Litoral, Ano II, n.º 13, de Agosto de 1993, e que

foi citado por Silva [2005], diz que em 1954 registou-se um aluimento de terras no monte do

Facho, ponto mais alto da costa portuguesa, tendo a derrocada arrastado consigo o marco

geodésico ali existente e levou ao abandono de um edifício que se dedicava à restauração.

Figura 5.7 – Fotografia, dos anos Cinquenta do Século XX, no morro do Facho, avistando-se a Nazaré. Foto exclusiva. Fonte: [Proença, 2005].

5.2. Análise da Evolução da Linha de Costa

A linha de costa é a linha fronteira entre a terra e o mar, geralmente considerada como igual

ao nível médio das águas do mar, estando associada à curva de nível de cota igual a zero

[IGeoE, 2003].



A restituição fotogramétrica tridimensional da linha de costa, em todos os modelos

estereoscópicos da série temporal em análise, foi efectuada numa estação fotogramétrica

digital com recurso ao pacote fotogramétrico do grupo Zeiss/Intergraph, em especial ao

software ISSD.

A sua representação é feita através da figura 5.8, na qual se pode verificar as variações da

linha de altitude zero ao longo do período temporal. Com esta imagem facilmente se percebe

que a configuração da linha de costa no ano de 1947 sofreu uma alteração radical com o

passar dos anos, em especial quando comparada com a linha delimitadora subsequente que

definiu a separação entre o mar e a terra dez anos depois.

Refere-se no entanto que as variações posteriores a 1957 não se manifestam de igual modo ao

longo de toda a área estudada, havendo zonas onde a diferença é acentuada, em especial na

zona inicial da Praia da Gralha (canto superior direito da figura 5.8), na área que forma a

pequena enseada, na vertente voltada a norte, na zona relativa à extremidade da saliência

pronunciada da costa e na zona central da vertente oeste do modelo, ou seja na faixa onde

ocorreu o grande desmoronamento de escarpa. Nas outras zonas verifica-se que a diferença da

representação das cinco linhas de costa é mínima.

Figura 5.8 – Linha de costa para as 6 épocas de estudo, enquadradas na informação vectorial da Folha 316 da Série M888 do IGeoE de 2001.

Tendo como base a representação cartográfica constante na Carta Militar de Portugal n.º 316,

4.ª Edição, Série M888, de 2004, representou-se, através das figuras 5.9 a 5.14, cada uma das

linhas de altitude zero adquiridas nas épocas de estudo. Com estas imagens pretende-se

mostrar a alteração da linha de costa ao longo da série temporal de 53 anos, com suporte em



informação cartográfica recente. A área considerada é a mesma que está representada na

figura 5.8.

Reporte-se que a Carta Militar referida foi realizada com base no voo fotogramétrico

realizado à escala 1:26 900 em Junho de 1999 e a restituição fotogramétrica foi efectuada

numa estação fotogramétrica digital, em Janeiro de 2001, data referente à informação

vectorial. A rasterização dos diapositivos foi executada com um tamanho de pixel de 14

mícrons. Saliente-se que pese embora a edição da referida folha militar seja de 2004, a fonte

de dados em que se baseou a sua cartografia refere-se a uma data cinco anos anterior, ou seja

Junho de 1999.

Figura 5.9 – Linha de costa referente à época de 1947 inserida no extracto da Folha 316 – 4.ª Edição, do IGeoE.





Como se constata na figura 5.14, comparando a linha de costa da época de 2000 com a linha

de costa constante na cartografia do IGeoE, verifica-se que as duas linhas coincidem na maior

parte do seu traçado, excepto em três locais distintos (zona oeste da pequena enseada da área

de estudo, zona virada a norte adjacente ao lado este da enseada referida anteriormente e o

início da Praia da Gralha). As explicações para a diferença nesses três locais estão associadas

ao facto do voo do ano de 2000 ter ocorrido em pleno inverno, a escala de voo da cartografia

do IGeoE ser de 1:26 900, sendo praticamente inferior em metade da escala do voo de 2000, e

as duas zonas, referenciadas à pequena enseada, estarem situadas numa zona de escarpa, o que

dificulta a sua correcta definição em voos realizados com módulos de escala altos. Assim

sendo pode-se concluir que, para a área de estudo, a linha de costa respeitante ao ano de 2000

encontra-se validada com base na informação constante na cartografia referida.

Exceptuando o caso de 1947, em que o traçado da linha de costa difere do traçado constante

na cartografia oficial recente da área de estudo, as linhas de costa das restantes épocas de

estudo têm, tendencialmente, convergido para a delimitação existente na cartografia do

IGeoE.

Para se ter uma ideia concreta sobre a verdadeira grandeza das alterações sofridas pela linha

de altitude zero ao longo da série temporal, dividiu-se o traçado da linha de costa em 8 troços,

calculando-se, para cada um desses troços, o seu comprimento linear e a área delimitada por

cada duas épocas contíguas, de modo a obter o avanço ou o recuo da linha de costa. Na figura

5.15 encontra-se identificada a divisão dos troços.



Figura 5.15 – Identificação dos 8 troços considerados.

Note-se que se considera que houve um avanço da linha de costa quando a superfície térrea

ganha espaço na área de mar e que houve um recuo da linha de costa quando há uma

regressão da superfície terrestre acima do mar, ou seja o mar conquista espaço outrora

existente em solo “seco”.

Para cada período de tempo e para cada um dos troços considerados, as tabelas 5.2 a 5.7

fornecem os resultados dos cálculos efectuados. Igualmente é apresentada uma figura relativa

a cada período examinado (figuras 5.16 a 5.21).

Nas tabelas, a coluna referente a “Áreas Constituintes” refere-se ao número de áreas de

movimentos de linha de costa opostos em cada troço estudado.

O valor da área foi obtido por soma de todas as áreas do mesmo tipo de movimento,

subtraindo posteriormente a este valor o total das áreas de movimento oposto.

Menciona-se que o troço indicado como F se refere à pequena enseada que, por diversas

vezes, é referida ao longo do presente capítulo.



Tabela 5.2 – Valores numéricos relativos ao cálculo da evolução da linha de costa no período de 1947 a 1957.

Período de 1947 a 1957

Troço Comprimento

[m]

Áreas

Constituintes

Área

[m2]

Movimento da

Linha de Costa

Valor

[m]

A 92 1 615.4 Avanço 6.7

B 183 1 4616.1 Avanço 25.2

C 83 2 283.4 Avanço 3.4

D 94 1 1585.0 Recuo 16.9

E 122 1 3283.6 Recuo 26.9

F 324 2 5974.4 Recuo 18.4

G 307 2 4416.5 Recuo 14.4

H 80 1 1407.6 Recuo 17.6

Figura 5.16 – Evolução da linha de costa no período de 1947 a 1957.

No período de 1947 a 1957, por análise da tabela 5.2 e da figura 5.16, é possível constatar

que, em toda a extensão da vertente virada a oeste, a linha de altitude zero sofreu um avanço

significativo, em especial na área do troço B. Este significante aumento teve como principal

contribuição o desmoronamento de escarpa que ocorreu em 1954. Relativamente à parte norte

do modelo, verifica-se que, em toda a zona, a linha separadora entre a terra e o mar regrediu

de uma forma acentuada.





Troço Comprimento

[m]

Áreas

Constituintes

Área

[m2]

Movimento da

Linha de Costa

Valor

[m]

A 92 2 330.6 Avanço 3.6

B 183 6 644.6 Avanço 3.5

C 83 2 517.6 Recuo 6.2

D 94 2 265.5 Avanço 2.8

E 122 2 64.6 Recuo 0.5

F 324 5 921.2 Avanço 2.8

G 307 1 950.5 Avanço 3.1

H 80 1 1560.8 Avanço 19.5


No período de 1957 a 1972, por análise da tabela 5.3 e da figura 5.17, é possível verificar que

um avanço significativo da linha de costa ocorreu na área do troço H, ou seja, junto à Praia da

Gralha, situando-se o seu valor de aumento sensivelmente idêntico ao valor estabelecido

como processo retrogrado no período de 1947 a 1957. Na restante extensão ocorreram

pequenas movimentações alternadas de recuo e de avanço da linha de costa, não sendo

significativas de forma a possibilitar qualquer tipo de conclusões.





Troço Comprimento

[m]

Áreas

Constituintes

Área

[m2]

Movimento da

Linha de Costa

Valor

[m]

A 92 4 285.6 Recuo 3.1

B 183 5 691.2 Recuo 3.8

C 83 2 209.6 Avanço 2.5

D 94 4 145.9 Avanço 1.6

E 122 6 173.0 Avanço 1.4

F 324 10 156.7 Avanço 0.5

G 307 4 327.3 Avanço 1.1

H 80 1 1501.0 Recuo 18.8


Neste intervalo temporal de 11 anos (1972 – 1983), por análise da tabela 5.4 e da figura 5.18,

verifica-se novamente que uma alteração significativa voltou a ocorrer na zona do troço H,

sendo que o movimento da linha separadora entre terra e o mar voltou a ser de recuo, com um

valor idêntico ao ocorrido no período de 1947 a 1957.



Nas figuras 4.8 e 5.4, relativas ao modelo digital de terreno do ano de 1972, é notória a

existência de uma extensão de terreno, idêntica à existente no MDT de 1947, na extremidade

mais a norte do modelo, e em que os dados obtidos não ultrapassam os dois metros de

altitude. Esta situação é indicativa do processo de erosão que se verificou nesta área no

período de tempo referido.

O valor do recuo ocorrido situou-se perto dos 19 metros, determinando uma taxa anual média

de retrocesso de 1.7 metros, na zona junto à Praia da Gralha, para o período de tempo que

medeia 1972 e 1983.

Nas restantes áreas ocorreram pequenas oscilações no traçado da linha de costa, não sendo

possível retirar grandes ilações sobre o seu comportamento.

No entanto refere-se que, como se observa na figura 5.18, na área do troço F, que coincide

com a configuração da pequena enseada, ocorreu o número máximo de movimentos opostos,

mas nos quais se consegue visualizar três movimentos distintos.

O primeiro movimento evidente ocorreu, sensivelmente, no início do lado oeste da enseada, e

significou o recuo da linha de costa. No entanto é possível visualizar logo a seguir um

segundo movimento evidente, que provocou o avanço da referida linha. O terceiro claro

movimento refere-se à formação de uma pequena ilhota, com uma área de 146.14 m2, que se

formou durante este período de tempo na zona sudeste da mencionada enseada. Esta

acumulação de material poderá estar relacionada com a perda de terreno na zona junto à Praia

da Gralha e que já foi referido nos parágrafos anteriores.

Importa também ressaltar a faixa de recuo da linha de costa na zona abrangida pelo troço A e

pelo troço B, que conjuntamente com a zona do troço H, formam as áreas onde a referida

linha sofreu uma regressão mais evidente durante esta etapa temporal.

A faixa de recuo compreendida entre o troço A e o troço B condiz, nos períodos anteriores, a

uma zona onde tinha havido um avanço da linha de costa.

No período de 1983 a 1991, a análise não contempla os troços G e H, em virtude do modelo

estereoscópico de 1991 não abranger esta área.





Troço Comprimento

[m]

Áreas

Constituintes

Área

[m2]

Movimento da

Linha de Costa

Valor

[m]

A 92 1 440.4 Recuo 4.8

B 183 1 2161.3 Recuo 11.8

C 83 1 397.0 Recuo 4.8

D 94 1 364.6 Recuo 3.9

E 122 1 792.2 Recuo 6.5

F 324 2 3156.5 Recuo 9.7

G 307 (a) (a) (a) (a)

H 80 (a) (a) (a) (a)

(a) – Sem informação, referente ao modelo de 1991.


Na análise feita com base na tabela 5.5 e na figura 5.19, constata-se que a linha de costa

regrediu em toda a sua extensão estabelecida, mas de uma forma mais marcante na área do

troço B e na zona do troço F, onde a pequena ilhota que existia em 1983 desapareceu por

completo.





Troço Comprimento

[m]

Áreas

Constituintes

Área

[m2]

Movimento da

Linha de Costa

Valor

[m]

A 92 2 422.6 Avanço 4.6

B 183 8 60.0 Avanço 0.3

C 83 2 130.4 Recuo 1.6

D 94 1 602.8 Recuo 6.4

E 122 10 120.6 Recuo 1.0

F 324 13 811.9 Avanço 2.5

G 307 (a) (a) (a) (a)

H 80 (a) (a) (a) (a)

(a) – Sem informação, referente ao modelo de 1991.


Neste período temporal de 1991 a 2000, a análise não contempla os troços G e H, em virtude

do modelo estereoscópico de 1991 não abranger esta área.

Através da análise da tabela 5.6 e por observação da figura 5.20 apurou-se que existem muitas

extensões onde se verificam pequenas movimentações de recuo e de avanço da linha de costa,

não sendo significativo para possibilitar qualquer tipo de conclusões.





Troço Comprimento

[m]

Áreas

Constituintes

Área

[m2]

Movimento da

Linha de Costa

Valor

[m]

A 92 4 18.3 Recuo 0.2

B 183 1 2101.3 Recuo 11.5

C 83 1 527.3 Recuo 6.4

D 94 1 967.3 Recuo 10.3

E 122 1 912.8 Recuo 7.5

F 324 2 2344.8 Recuo 7.2

G 307 1 2949.2 Recuo 9.6

H 80 1 790.5 Recuo 9.9


Este período temporal (de 1983 a 2000) serviu para colmatar a falta de informação actual

sobre o comportamento da linha de costa nos troços referidos com as letras G e H.

Por observação da tabela 5.7 e da figura 5.21 confirma-se os dados obtidos no período de

1983 a 1991, uma vez que se comprovou que a linha de costa se encontra em recuo em toda a

zona estudada.



Neste período temporal de 17 anos, a taxa de recuo manteve-se de acordo com o averiguado

entre 1983 e 1991, tendo inclusive subido em alguns casos, como sejam os troços relativos às

letras D e E. O facto de nos troços referidos por A e F se notar uma diminuição da taxa de

recuo, este não é uma indicação de mudança, uma vez que o troço A tem estado

particularmente activo, como se verifica pelas áreas constituintes, podendo ser um local para

onde os sedimentos provenientes do desmantelamento das arribas e do transporte efectuado

pelo mar se acumulam temporariamente, e o troço F sofreu na primeira década deste período a

perda da ilhota que existia na sua área e por norma as zonas de enseada são bons depósitos de

material sedimentar.

Assim sendo pode-se afirmar que na presente área de estudo está a ocorrer, tal como acontece

na maioria das regiões onde existem processos de erosão costeira, o recuo da linha de costa.

Para se ter uma ideia do valor total de erosão / acreção da linha divisória entre a terra e o mar,

ao longo da área considerada e no período de tempo em estudo, calculou-se o valor médio

ponderado para cada um dos troços considerados. A fórmula utilizada no cálculo da média

ponderada foi a seguinte:

n

i Ti=1

v Z

X *CX = /C

n

⎡ ⎤⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎜ ⎟⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦

∑ (5.1)

em que

vX valor da média ponderada,

iX valor considerado no período i,

n número de períodos considerados (n = 4),

TC comprimento do Troço,

ZC comprimento total da zona de estudo, correspondendo a 1285 metros.

Analisando a tabela 5.8, nos 53 anos de período temporal em estudo, constata-se a existência

distinta do movimento da linha de costa em duas zonas da área de estudo, i.e., nas zonas dos

troços A e B, que engloba praticamente toda a zona da vertente voltada a oeste, houve uma

acreção da linha de costa, enquanto que nos restantes troços, que englobam a totalidade da

vertente voltada a norte mais a zona relativa à saliência pronunciada da costa, a linha de costa

sofreu uma erosão, principalmente no troço F (zona relativa à pequena enseada).



Tabela 5.8 – Valores numéricos relativos ao cálculo da evolução da linha de costa no período de tempo em estudo.

PERÍODO CONSIDERADO

Troço Comprimento

[m]

1947 - 1957

[m]

1957 - 1972

[m]

1972 - 1983

[m] 1983 - 2000

[m] vX

[m]

A 92 +6.7 +3.6 -3.1 -0.2 +0.13

B 183 +25.2 +3.5 -3.8 -11.5 +0.48

C 83 +3.4 -6.2 +2.5 -6.4 -0.11

D 94 -16.9 +2.8 +1.6 -10.3 -0.42

E 122 -26.9 -0.5 +1.4 -7.5 -0.80

F 324 -18.4 +2.8 +0.5 -7.2 -1.41

G 307 -14.4 +3.1 +1.1 -9.6 -1.18

H 80 -17.6 +19.5 -18.8 -9.9 -0.42

5.3. Alterações ao Volume do Terreno

Nos estudos relativos às alterações volumétricas na área de estudo, considerou-se as áreas

referidas no ponto 1.4 da presente dissertação. Nas figuras 5.22 e 5.23 encontram-se

representadas as áreas referidas como Área A e Área B, com a sua visualização do terreno

obtida através da fotografia 3417 do voo FAP de 1991.

Figura 5.22 – Localização da zona de estudo A com a visualização do terreno obtida pela fotografia 3417 do voo FAP de 1991.



Figura 5.23 – Localização da zona de estudo B com a visualização do terreno obtida pela fotografia 3417 do voo FAP de 1991.

Os valores máximos de altitude de cada uma das áreas de estudo consideradas encontram-se

indicados na tabela 5.9. Os valores máximos de altitude da área A coincidem com os valores

máximos da área total de estudo.

Tabela 5.9 – Valores máximos de altitude para as áreas A e B.

Área A Área B

ANO Altitude Máxima

[m]

Altitude Máxima

[m]

Erro Associado

[m]

IGE 1947 103.6 72.6 1.6

IGP 1957 96.4 71.0 0.4

IGP 1972 92.3 71.1 0.4

IGP 1983 92.1 69.7 0.1

FAP 1991 92.0 - 0.4

FAP 2000 88.3 71.7 0.4

O cálculo dos volumes do terreno foi realizado com o software ArcGIS versão 9.1, da ESRI.

Na avaliação efectuada, calculou-se as estatísticas relativas à área 2D, à área da superfície e

ao volume, relativamente a um plano de referência colocado a uma altitude específica.

A área 2D é referente à área plana rectangular do modelo da superfície e é calculado por

largura vezes comprimento. A área da superfície é medida ao longo do declive da superfície,

tomando em consideração a sua variação de altura. Exceptuando casos onde a área é plana, a



área 3D será sempre maior que a área 2D. Quanto maior for a diferença entre os dois valores,

mais íngreme é a superfície.

O volume é calculado (em m3) entre a superfície topográfica e o plano de referência colocado

a determinada altura.

Para cada uma das áreas em estudo, considerou-se planos de referência de 10 em 10 metros,

intercalados com planos de referência iguais ao valor da altitude máxima para cada ano em

investigação.

Os valores apurados encontram-se descritos nas tabelas constantes do Anexo 4 à presente

dissertação. Refere-se novamente que o voo do ano de 1991 não foi considerado para análise

na área de referência B.

A tabela 5.10 contém os valores estatísticos globais apurados para a área A, enquanto que a

tabela 5.11 se refere à área B.

Tabela 5.10 – Valores estatísticos de área e volume para a área de estudo A.

ALTITUDE PLANO ÁREA ÁREA

MÁXIMA REFERÊNCIA 2D 3D VOLUME

MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 0 71576.24 96454.31 3326022.47

IGP57 96.4 0 70936.12 95055.44 3072360.29

IGP72 92.3 0 71622.89 90153.41 2928577.36

IGP83 92.1 0 71121.41 90090.83 2886248.91

FAP91 92.0 0 66556.94 86971.11 2853030.19

FAP00 88.3 0 66286.01 87633.11 2800491.84

Tabela 5.11 – Valores estatísticos de área e volume para a área de estudo B.



MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 0 82150.27 91519.15 2161254.86

IGP57 71.0 0 76378.86 84892.79 1776063.07

IGP72 71.1 0 78767.91 84434.99 1755428.51

IGP83 69.7 0 78123.85 85260.65 1687748.39

FAP00 71.7 0 73809.57 81698.22 1690836.41



A diferença de volume apurada, na área A, entre o ano de 1947 e o ano de 2000 é de

525530.63 m3.

Figura 5.24 – Variação de volume verificada na área A.

Da análise da tabela 5.10 constata-se que a área 2D sofreu uma diminuição de 640 m2 entre

1947 e 1957, tendo aumentado em 687 m2 no período de estudo seguinte. Entre 1972 e 1983 a

área diminuiu 501 m2, mas a maior diminuição ocorreu entre 1983 e 1991, em que o seu valor

foi de 4564 m2. De 1991 a 2000 a diminuição da área foi de 271 m2.

As alterações volumétricas verificadas na área A ao longo dos planos de referência de 10 em

10 metros, para os seis anos considerados, estão representadas na figura 5.25.

Figura 5.25 – Alteração de volume verificada entre os planos de referência de 10 em 10 metros para as épocas de estudo, na área A.



A diferença de volume apurada, na área B, entre o ano de 1947 e o ano de 2000 é de

470418.45 m3.

Figura 5.26 – Variação de volume verificada na área B.

Da análise da tabela 5.11 constata-se que a área 2D sofreu uma diminuição de 5771 m2 entre

1947 e 1957, tendo aumentado em 2389 m2 no período de estudo seguinte. Entre 1972 e 1983

a área diminuiu 644 m2, enquanto que, de 1991 a 2000, a diminuição de área foi de 4314 m2.

As alterações volumétricas verificadas ao longo dos planos de referência de 10 em 10 metros,

para os seis anos considerados, estão representadas na figura 5.27.

Figura 5.27 – Alteração de volume verificada entre os planos de referência de 10 em 10 metros para as épocas de estudo, na área B.



Utilizando a função de análise volumétrica, do módulo 3D Analyst, denominada de Cut/Fill,

pode-se produzir imagens onde estão representadas as regiões da superfície onde houve

erosão ou depósito de material e ainda as áreas onde a superfície não sofreu alterações ao

longo do tempo.

Para a área A, as imagens obtidas para cada um dos intervalos de tempo em avaliação estão

representadas nas figuras 5.28 a 5.32. A figura 5.33 é utilizada para a visualização das

alterações volumétricas totais entre o ano de 1947 e o ano 2000.

Na análise volumétrica efectuada no período de 1947 a 2000 é possível verificar que a área

onde houve remoção de material é muito superior à área onde houve acréscimo de material

terreno. Destaque para a análise efectuada entre 1947 e 1957, onde é possível notar que a

linha de fêsto serviu de separação entre a área que sofreu erosão (vertente voltada a nordeste)

e a área onde houve adição de material (vertente voltada a sudoeste).

Figura 5.28 – Área A – Análise volumétrica entre 1947 e 1957.




Para a área B, as imagens obtidas para cada um dos intervalos de tempo em avaliação estão

representadas nas figuras 5.34 a 5.37. A figura 5.38 é utilizada para a visualização das

alterações volumétricas totais entre o ano de 1947 e o ano 2000.

Figura 5.34 – Área B – Análise volumétrica entre 1947 e 1957.







Na análise volumétrica efectuada, para a área B, verifica-se que no período de 1947 a 1957, a

zona sofreu uma redução de material em praticamente toda a sua área, confirmando-se este

juízo através da observação da figura relativa ao período de tempo entre 1947 e 2000.

De referir que a análise volumétrica efectuada confirma os dados obtidos no estudo da

evolução da linha de costa.

Finalmente para se poder ter uma ideia da grandeza das alterações sofridas pela área A ao

longo do período temporal, realizou-se a aquisição de quatro perfis de terreno, de orientação

norte – sul, espaçados ao longo da zona estudada. O comprimento de cada perfil é de

aproximadamente 400 metros.

A localização das linhas que deram origem aos perfis realizados encontra-se representada na

figura 5.39.

A razão pela qual se adoptou apenas a área A para esta análise deve-se ao facto de as

variações de altitude serem muito mais evidentes nesta zona do que na área B.



Figura 5.39 – Localização das linhas de perfil na área A, enquadradas no modelo TIN de 1947.

Figura 5.40 – Perfil da linha 1.

A figura 5.40, referente ao perfil da linha 1, entre os 200 e os 300 metros na zona junto ao

mar, realça a aproximação que está a ocorrer, na vertente voltada a oeste, entre a superfície

topográfica referente ao ano de 1947 e a superfície mais actual, que tendencialmente está a

voltar ao aspecto apresentado inicialmente.

No trajecto entre os 130 metros e os 300 metros do perfil 1, nota-se a evolução verificada pela

morfologia do terreno, que nos períodos referentes aos anos de 1957 e 1972 teve um aumento

de matéria, mas que nos últimos tempos tem sofrido um processo evidente de erosão.




Relativamente à figura 5.41, esta mostra o retrocesso da linha de costa ocorrido entre 1947 e

1957 na área norte da encosta. Também se observa que, de uma forma geral, o declive da

vertente nesta zona se mantém constante ao longo do tempo.

A grande alteração morfológica ocorrida entre 1947 e 1957 é perfeitamente perceptível nesta

imagem, uma vez que entre os 170 e os 270 metros, do comprimento da linha de perfil, houve

uma grande modificação da superfície do terreno.




O perfil referente à linha 3 é mostrado na figura 5.42. Neste perfil, entre os 200 e os 300

metros, observa-se um processo de erosão bastante evidente, em que a zona tem

constantemente perdido matéria ao longo da série temporal em estudo.


Neste último perfil verifica-se que, no período entre 1947 e 1957, ocorreu um decréscimo

acentuado da topologia do terreno, entre os 270 e os 380 metros do comprimento da linha de

perfil.

A variação do terreno junto ao mar, na vertente voltada a norte, também é perfeitamente

visível entre o ano de 1947 e os restantes anos.



CCCOOONNNCCCLLLUUUSSSÕÕÕEEESSS EEE CCCOOONNNSSSIIIDDDEEERRRAAAÇÇÇÕÕÕEEESSS

FFFIIINNNAAAIIISSS

6.1. Conclusões e Considerações Finais

Neste estudo foi avaliada a possibilidade da aplicação de técnicas fotogramétricas automáticas

de estéreo-correlação na obtenção de modelos digitais do terreno que possam servir de apoio

ao estudo da detecção de variações espaço-temporais de movimentos de vertentes.

O estudo multi-temporal, realizado com fotografias aéreas que abrangem um período de 53

anos, permitiu obter modelos digitais do terreno com uma definição precisa e detalhada da

morfologia do terreno na área do Cabeço do Facho, em São Martinho do Porto.

A metodologia utilizada nesta investigação baseia-se na adopção de uma série temporal de

fotografias aéreas da área, que posteriormente são transferidas do formato analógico para o

formato digital, através da rasterização num PhotoScan TD, obtendo-se imagens digitais com

tamanho de pixel de 14 mícrons.

De modo a gerar os modelos digitais de terreno para se analisar as variações do terreno, as

imagens estereoscópicas e a tecnologia de sistema de informação geográfica são combinadas

numa série de etapas fotogramétricas.

VI



Após a conversão das imagens para o formato digital, o próximo passo foi a obtenção de

coordenadas de pontos de controlo terreno actuais, mas que possam ser utilizados em todas as

imagens fotogramétricas da série temporal.

A coordenação dos pontos fotogramétricos foi efectuada através do sistema de

posicionamento global GPS em modo cinemático, obtendo-se valores de precisão inferior a 1

centímetro em planimetria e a 3 centímetros em altimetria. Estes resultados revelaram uma

superação das expectativas mais optimistas.

O passo seguinte foi a ortorrectificação das imagens, ou seja, a remoção das distorções e a

compensação do deslocamento das fotografias aéreas. Para todas as épocas consideradas

efectuou-se a triangulação aérea automática, de forma a minimizar o trabalho manual e a

intervenção do operador no processo de aquisição das orientações interna e externa de cada

par estereoscópico considerado.

De uma forma geral, verificou-se que a qualidade da triangulação aérea automática fica

degradada em função do parâmetro tempo. Os valores obtidos no processo de aquisição da

orientação absoluta dos pares estereoscópicos revelaram que a sua precisão diminui com o

aumento do módulo da escala das fotografias, independentemente do tipo de radiometria

associada às imagens.

O rigor obtido, no processo automático de triangulação aérea, revelou-se excelente, uma vez

que se obteve uma precisão das coordenadas planimétricas inferior a 20 centímetros para os

voos realizados às escalas até 1:10 000, inferior a 61 centímetros para os voos efectuados à

escala 1:15 000 e de 110 centímetros para o voo de 1947, executado à escala 1:30 000. A

precisão das coordenadas altimétricas é inferior a 4 centímetros para todos os voos estudados,

à excepção do primeiro voo, em que esta é na ordem dos 20 centímetros.

A realização de voos de carácter não cartográfico provoca com que as fotografias tenham

características contraproducentes ao processo fotogramétrico, na medida em que os dados

obtidos sofrem alterações que, por norma, não aconteceriam caso os voos fossem realizados

com o propósito cartográfico.

Cada par estereoscópico foi, à posteriori, utilizado para gerar uma superfície tridimensional

do terreno, denominada MDT. O software ISAE detecta, com rigor, descontinuidades do

terreno, desde que a informação geomorfológica seja adicionada ao processo de aquisição

automática de pontos de elevação.



Com este processo automático de obtenção de pontos de elevação adquiriu-se uma precisão

altimétrica de 12 centímetros no ano de 1983, de 45 centímetros nos anos de 2000, 1991,

1972 e 1957, e de 1.55 metros no ano de 1947. Estes valores, em especial no ano de 1983,

revelam uma excelente qualidade do algoritmo implementado no software ISAE.

Pelos factos anteriormente descritos, o software ISAE revelou-se um instrumento muito útil

na aquisição automática de informação digital tridimensional com precisões consentâneas

com os níveis de rigor presentemente exigidos.

Após a aquisição automática das diversas superfícies topográficas foi possível efectuar

cálculos utilizando os diferentes MDT`s multi-temporais gerados.

A filosofia adoptada permitiu verificar a tendência de recuo da linha de costa na área de

estudo, tal como acontece actualmente na maioria das regiões onde existem processos de

erosão costeira. De igual forma permitiu o cálculo preciso do volume do solo perdido ou

adicionado, no intervalo de tempo considerado.

Os estudos efectuados revelaram que ao longo dos 53 anos, a área de estudo diminuiu a sua

altitude máxima na ordem dos 15 metros, representando uma perda de 15 % no valor da

altitude máxima do terreno. No entanto deve-se referir que a precisão dos dados obtidos no

ano de 1947 pode condicionar este valor apurado.

Na área relativa à saliência pronunciada da costa, entre o mar e o Pico do Facho, a perda de

volume verificada, ao longo dos períodos da série temporal, foi de 525530.63 m3.

A metodologia empregue no decurso do presente trabalho de investigação vai de encontro aos

estudos recentes elaborados nesta área de estudo e pode ser utilizada em investigações futuras

em que se pretenda estabelecer comparações multi-temporais precisas entre elementos da

faixa costeira.

No entanto aconselha-se que os futuros estudos relacionados com o tema não adoptem

informações baseadas em voos não destinados à produção de cartografia, uma vez que estes

influenciam os dados a recolher.



Referências Bibliográficas

Baldi, P., Fabris, M., Marsella, M., Monticelli, R., (2005), “Monitoring the morphological

evolution of the Sciara del Fuoco during the 2002-2003 Stromboli eruption using multi-temporal photogrammetry”. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 59, N.º 4, June 2005, pp 199-211.

Baptista, P., Bastos, L., Bernardes, C., Dias, J., (2000), “Aplicação de Técnicas Espaciais na Monitorização da Linha de Costa do Litoral de Aveiro”. 3.º Simpósio sobre a Margem Continental Ibérica Atlântica, Faro, Portugal.

Benecke, N., (1995), “The Processing of Photogrammetrically-Generated Elevation Models in the Ruhrkohle AG Geographical Information System (GIS)”. Proceedings of the 45th Photogrammetric Week, Stuttgart, Germany, September 1995, pp 303-311.

Berberan, A., (2003), “Elementos de Fotogrametria aplicada à aquisição de informação geográfica”. Lisboa, Portugal, Março 2003, ISBN: 972-95873-5-3.

Boak, E.H., Turner, I.L., (2005), “Shoreline Definition and Detection: A Review”. Journal of Coastal Research, Vol. 21, N.º 4, July 2005, pp 688-703.

Brito, J., Coelho, L., (2002), “Fotogrametria Digital”. 1.ª Edição, Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, Brasil, Novembro 2002.

Brown, D.G., Arbogast, A.F., (1999), “Digital Photogrammetric Change Analysis as Applied to Active Coastal Dunes in Michigan”. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 65, N.º 4, Journal of the American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Bethesda, USA, April 1999, pp 467-474.

Catalão Fernandes, J.C.C., (1990), “Modelos Digitais do Terreno e sua Utilização no Contexto das Aplicações da Detecção Remota”. Trabalho de Síntese apresentado no âmbito das Provas de Aptidão Pedagógica e Capacidade Científica, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal, Setembro 1990.

Catalão, J., Catita, C., Miranda, J., Dias, J., (2002), “Photogrammetric analysis of the coastal erosion in the Algarve (Portugal)”. Revue Géomorphologie: relief, processus, environnement, N.º 2, Groupe Français de Géomorphologie, Paris, France, Avril-Juin 2002, pp 119-126.

Chadwick, J., Dorsch, S., Glenn, N., Thackray, G., Shilling, K., (2005), “Application of multi-temporal high-resolution imagery and GPS in a study of the motion of a canyon rim landslide”. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 59, N.º 4, June 2005, pp 212-221.

Chen, L.C., Rau, J.Y., (1998), “Detection of shoreline changes for tideland areas using multi-temporal satellite images”. International Journal of Remote Sensing, Vol. 19, N.º 17, November 1998, pp 3383-3397.

Cooke, R.U., Doornkamp, J.C., (1990), “Geomorphology in Environmental Management. A New Introduction”. 2.nd Edition, Oxford Clarendon Press, England.

Hahn, M., (1993), “Measurement by image matching – state-of-the-art in digital photogrammetry”. Proceedings of the 44th Photogrammetric Week, Stuttgart, Germany, September 1993, pp 33-42.



Heipke, C., (1993), “Performance and state-of-the-art of digital stereo processing”. Proceedings of the 44th Photogrammetric Week, Stuttgart, Germany, September 1993, pp 173-183.

Henriques, M.V.F.J.R., (1996), “A faixa litoral entre a Nazaré e Peniche. Unidades geomorfológicas e dinâmica actual dos sistemas litorais”. Tese de Doutoramento em Geografia Física, Universidade de Évora, Portugal.

Henriques, V., (2005), “Enquadramento Geográfico da Região de S. Martinho do Porto”. In A BAÍA DE S. MARTINHO DO PORTO – Aspectos Geográficos e Históricos. Edições Colibri, Lisboa, Portugal.

IGeoE, (2000), “Manual de Procedimentos”. Texto não publicado, Instituto Geográfico do Exército, Lisboa, Portugal.

IGeoE, (2003), “Catálogo de Objectos”. Texto não publicado, Instituto Geográfico do Exército, Lisboa, Portugal.

Kääb, A., (2002), “Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data”. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 57, N.º 1-2, November 2002, pp 39-52.

Kraus, K., Otepka, J., (2005), “DTM Modelling and Visualization – The SCOP Approach”. Proceedings of the 50th Photogrammetric Week, Stuttgart, Germany, September 2005, pp 241-252.

Krzystek, P., (1991), “Fully Automatic Measurement of Digital Elevation Models with MATCH-T”. Proceedings of the 43rd Photogrammetric Week, Vol. 15, Stuttgart, Germany, 1991, pp 203-214.

Lancaster, P., Salkauskas, K., (1986), “Curve and Surface Fitting: An Introduction”. Academic Press Inc, London, UK, ISBN: 0-12-436061-0.

Maas, H.G., (1996), “Automatic DEM generation by multi-image feature based matching”. IAPRS International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 31, Part B3, Vienna, Austria, July 1996, pp 484-489.

Marques, F.M.S.F., (1997), “Evolução de Arribas Litorais: Importância de Estudos Quantitativos na Previsão de Riscos e Ordenamento da Faixa Costeira”. In COLECTÂNEA DE IDEIAS SOBRE A ZONA COSTEIRA DE PORTUGAL, Associação Eurocoast-Portugal, Porto, pp 67-86.

Marques, F.M.S.F., (1998), “Sea cliff retreat in Portugal: overview of existing quantitative data”. V Congresso Nacional de Geologia, Lisboa, Portugal, Novembro 1998.

Marques, F.M.S.F., (2003), “Landslide activity in Upper Palaeozoic shale sea cliffs: a case study along the western coast of the Algarve (Portugal)”. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 62, N.º 4, November 2003, pp 299-313.

Marques, F.M.S.F., (2006a), “A simple method for the measurement of cliff retreat from aerial photographs (with 10 figures and 1 table)”. European Shore Platform Dynamics, Zeitschrift für Geomorphologie, Supplementbände, Vol. 144, Berlin – Stuttgart, Germany, September 2006, pp 39-59.



Marques, F.M.S.F., (2006b), “Rates, patterns, timing and magnitude-frequency of cliff retreat phenomena. A case study on the west coast of Portugal (with 7 figures and 8 tables)”. European Shore Platform Dynamics, Zeitschrift für Geomorphologie, Supplementbände, Vol. 144, Berlin – Stuttgart, Germany, September 2006, pp 231-257.

Moffitt, F., Mikhail, E.M., (1980), “Photogrammetry”. 3.rd Edition, Harper & Row, Inc, New York, USA.

Moore, L.J., Griggs, G.B., (2002), “Long-term cliff retreat and erosion hotspots along the central shores of the Monterey Bay National Marine Sanctuary”. Marine Geology, Vol. 181, N.º 1-3, International Journal of Marine Geology, Geochemistry and Geophysics, 15 March 2002, pp 265-283.

Oliveira, E.B., Barbosa, R.L., Gallis, R.B.A., Silva, J.F.C., (2003), “Interseção Fotogramétrica Em Um Banco De Imagens Georreferenciadas”. Revista Brasileira de Cartografia, N.º 55/1, Julho 2003, pp 62-71.

Oliveira, S.M.C., (2005), “Evolução Recente da Linha de Costa no Troço Costeiro Forte Novo – Garrão (Algarve)”. Dissertação de Mestrado em Ciências e Engenharia da Terra, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal, Setembro 2005.

Portugal, J.L., de Sá, L.A.C.M., Romão, V.M.C., Carneiro, A.F.T., (1999), “Modelo Digital do Terreno”. Revista Cartografia e Cadastro, N.º 10, Instituto Português de Cartografia e Cadastro, Lisboa, Portugal, Junho 1999, pp 23-31.

Proença, M.C., (2005), “Ilustrações”. In A BAÍA DE S. MARTINHO DO PORTO – Aspectos Geográficos e Históricos. Edições Colibri, Lisboa, Portugal.

Redweik, P., (2002), “Complementos de Fotogrametria”. Associação de Estudantes da Faculdade de Ciências de Lisboa, Portugal.

Reginato, P.A.R., Strieder, A.J., (2001), “Extração de Lineamentos Visando a Prospecção de Aquíferos Fracturados – Fotografias Aéreas ou Imagens de Satélite?”. XX Congresso Brasileiro de Cartografia, Porto Alegre, Brasil, Outubro 2001.

Ribeiro, G.P., Rocha, C.H.O., Figueiredo Jr., A.G., Silva, C.G., Silva, S.H.F., Moreira, P.S.C., Guimarães, M.S.D., Pereira, A.P., Almeida, A.G., Pinna, B.G., Souza, C.F., Silva, C., Santos, R.A., Vasconcelos, S.C., (2004), “Análise Espaço-Temporal no Suporte à Avaliação do Processo de Erosão Costeira em Atafona, São João da Barra (RJ)”. Revista Brasileira de Cartografia, N.º 56/2, Dezembro 2004, pp 129-138.

Rieke-Zapp, D.H., Nearing, M.A., (2005), “Digital Close Range Photogrammetry for Measurement of Soil Erosion”. The Photogrammetric Record, Vol. 20, N.º 109, March 2005, pp 69-87.

Ritchie, W., Wood, M., Wright, R., Tait, D., (1988), “Surveying and Mapping for Field Scientists”. Longman Scientific & Technical, Harlow, UK.

Rocha, C.H.O., Piorno, J.L., Freire, R.R., Medina, I.A., (2003), “Uma Discussão Histórica Sobre a Fotogrametria”. XXI Congresso Brasileiro de Cartografia, Belo Horizonte, Brasil, Setembro/Outubro 2001.

Santos, C.J.B., Silva, J.F.C., Mello, M.P., (2001), “Avaliação da Qualidade de Modelos Digitais do Terreno Construídos a partir de Diferentes Fontes de Aquisição de Dados”. XX Congresso Brasileiro de Cartografia, Porto Alegre, Brasil, Outubro 2001.



Sauerbier, M., (2004), “Accuracy of Automated Aerotriangulation and DTM Generation for Low Textured Imagery”. ETH E-Collection, Institute of Geodesy and Photogrammetry, Swiss Federal Institute of Technology Zurich, Switzerland.

Silva, L., (2005), “S. Martinho do Porto na 1.ª Metade do Século XX: Alguns Aspectos da Realidade Socioeconómica”. In A BAÍA DE S. MARTINHO DO PORTO – Aspectos Geográficos e Históricos. Edições Colibri, Lisboa, Portugal.

Smith, G.R.S., Heywood, D.I., Woodward, J.C., (1996), “Integrating Remote Sensing, Global Positioning Systems and Geographic Information Systems for Geomorphological Mapping in Mountain Environments”. 4.th International Symposium on High Mountain Remote Sensing Cartography, Karlstad, Sweden.

Sousa, C.M.F., (2004), “A Integração do Sistema GPS/INS Para a Monitorização da Linha de Costa do Litoral do Algarve”. Dissertação de Mestrado em Ciências e Engenharia da Terra, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal, Dezembro 2004.

Takagi, M., (1998), “Accuracy of Digital Elevation Model According to Spatial Resolution”. IAPRS International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 32, Part 4, Stuttgart, Germany, 1998, pp 613-617.

Takagi, M., Asano, H., Kikuchi, Y., (2002), “Optimum Spatial Resolution of Digital Elevation Model for Topographical Analysis”. Proceedings of the 2002 Joint International Symposium and Exhibition on Geospatial Theory, Processing and Applications, Ottawa, Canada, July 2002.

Teixeira, S.B., (2006), “Slope mass movements on rocky sea-cliffs: A power-law distributed natural hazard on the Barlavento Coast, Algarve, Portugal”. Continental Shelf Research, Vol. 26, N.º 9, June 2006, pp 1077-1091.

Teodoro, A.C., Marçal, A.R.S., Gomes, F.V., (2002), “A utilização de satélites de observação da Terra para a monitorização das zonas costeiras”. Revista Ingenium, 2.ª Série, N.º 70, Ordem dos Engenheiros, Lisboa, Portugal, Outubro 2002, pp 70-76.

Thieler, E.R., Danforth, W.W., (1994a), “Historical Shoreline Mapping (I): Improving Techniques and Reducing Positioning Errors”. Journal of Coastal Research, Vol. 10, N.º 3, Summer 1994, pp 549-563.

Thieler, E.R., Danforth, W.W., (1994b), “Historical Shoreline Mapping (II): Application of the Digital Shoreline Mapping and Analysis Systems (DSMS/DSAS) to Shoreline Change Mapping in Puerto Rico”. Journal of Coastal Research, Vol. 10, N.º 3, Summer 1994, pp 600-620.

Toutin, T., (2002), “Impact of terrain slope and aspect on radargrammetric DEM accuracy”. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 57, N.º 3, December 2002, pp 228-240.

Watson, D.F., (1981), “Computing the n-dimensional Delaunay tessellation with application to Voronoi polytopes”. The Computer Journal, Volume 24, N.º 2, Oxford University Press, Oxford, UK, pp 167-172.

Weidner, U., Förstner, W., (1995),“Towards automatic building extraction from high-resolution digital elevation models”. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 50, N.º 4, August 1995, pp 38-49.



Welch, R., Remillard, M., (1992), “Integration of GPS, Remote Sensing, and GIS Techniques for Coastal Resource Management”. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 58, N.º 11, Journal of the American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Bethesda, USA, November 1992, pp 1571-1578.

Wolf, P.R., (1983) “Elements of Photogrammetry With Air Photo Interpretation and Remote Sensing”. 2.nd Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, USA.

Zeiss/Intergraph, (2002), “ImageStation Automatic Elevations (ISAE) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, April 2002.

Zeiss/Intergraph, (2004a), “ImageStation Automatic Triangulation (ISAT) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, January 2004.

Zeiss/Intergraph, (2004b), “PhotoScan Photo Digitizing System User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, January 2004.

Zêzere, J.L., (2000), “Riscos Geomorfológicos – O Exemplo dos Movimentos de Vertente”. Colóquio Geografia dos Riscos, Planigeo, Lisboa, Portugal, Maio 2000.



Bibliografia

Bentley, (1995), “MicroStation 95 User`s Guide”. Bentley Systems, Incorporated, Exton,

USA.

Bentley, (1997), “MicroStation: Inside MicroStation SE”. Bentley Systems, Incorporated, Exton, USA.

Bentley, (1997), “MicroStation: Inside MicroStation SE - Visualization”. Bentley Systems, Incorporated, Exton, USA.

Booth, B., (2000), “Using ArcGIS 3D Analyst”. Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), Redlands, USA.

Chrisman, N., (1997), “Exploring Geographic Information Systems”. John Wiley & Sons, Inc, New York, USA.

Gaspar, J.A., (2004), “Dicionário de Ciências Cartográficas”. Edições Lidel, Lisboa, Portugal.

Intergraph, (1997), “MGE Terrain Analyst (MTA) Getting Started”. Intergraph Corporation, Huntsville, USA, December 1997.

Intergraph, (1997), “MGE Terrain Analyst (MTA) User`s Guide”. Intergraph Corporation, Huntsville, USA, December 1997.

Keller, E., Pinter, N., (2002), “Active Tectonics: Earthquakes, Uplift, and Landscape”. 2.nd Edition, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, USA.

Lillesand, T.M., Kiefer, R.W., (1994), “Remote Sensing and Image Interpretation”. 3.rd Edition, John Wiley & Sons, Inc, New York, USA.

Matos, J.L., (2001), “Fundamentos de Informação Geográfica”. 2.ª Edição, Edições Lidel, Lisboa, Portugal.

McCoy, J., Johnston, K., (2001), “Using ArcGIS Spatial Analyst”. Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), Redlands, USA.

Minami, M., (2000), “Using ArcMap”. Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), Redlands, USA.

Neto, P.L., (1998), “Sistemas de Informação Geográfica”. FCA – Editora de Informática, Lisboa, Portugal.

Ormsby, T., Napoleon, E., Burke, R., Groessl, C., Feaster, L., (2001), “Getting to Know ArcGIS Desktop: Basics of ArcView, ArcEditor, and ArcInfo”. Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), Redlands, USA.

Robinson, A.H., Morrison, J.L., Muehrcke, P.C., Kimerling, A.J., Guptill, S.C., (1995), “Elements of Cartography”. 6.th Edition, John Wiley & Sons, Inc, New York, USA.

Shaner, J., Wrightsell, J., (2000), “Editing in ArcMap”. Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), Redlands, USA.

Tucker, C., (2000), “Using ArcToolbox”. Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), Redlands, USA.

Vienneau, A., (2001), “Using ArcCatalog”. Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI), Redlands, USA.



Zeiss/Intergraph, (2004), “ImageStation DTM Collection (ISDC) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, November 2004.

Zeiss/Intergraph, (2004), “ImageStation Digital Mensuration (ISDM) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, November 2004.

Zeiss/Intergraph, (2004), “ImageStation Feature Collection (ISFC) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, November 2004.

Zeiss/Intergraph, (2004), “ImageStation Model Setup (ISMS) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, November 2004.

Zeiss/Intergraph, (2004), “ImageStation Photogrammetric Manager (ISPM) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, November 2004.

Zeiss/Intergraph, (2004), “ImageStation Raster Utilities (ISRU) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, November 2004.

Zeiss/Intergraph, (2004), “ImageStation Stereo Display (ISSD) User´s Guide”. Z/I Imaging Corporation, Huntsville, USA, November 2004.



AAANNNEEEXXXOOO 111

Certificados de Calibração das Câmaras Aéreas Utilizadas

Refere-se que, em face da respectiva idade dos certificados de calibração das câmaras aéreas,

a sua cópia, descrita nas páginas seguintes, não ostenta a melhor qualidade gráfica.

A1



Certificado de Calibração da Câmara Wild RC5, f = 152.05, de 19/12/1963:



AAANNNEEEXXXOOO 222

Coordenadas das Marcas Fiduciais para os Voos de 1947 e 1957

A2



Para o voo fotogramétrico de 1947 (IGE47):

Coordenadas das Marcas Fiduciais, referidas ao Ponto Central (FC):

X [mm] Y [mm]

1 -111.0 0.0

2 +110.5 0.0

3 0.0 -111.0

4 0.0 +108.0

Distância Focal: 154.2 mm

Área da Fotografia: 227 mm x 229 mm



Para o voo fotogramétrico de 1957 (IGP57):

Coordenadas das Marcas Fiduciais, referidas ao Ponto Central (FC):

X [mm] Y [mm]

1 +82.0 -82.5

2 -82.5 -82.5

3 -83.0 +82.0

4 +81.5 +82.0

Distância Focal: 209.83 mm

Área da Fotografia: 182 mm x 182 mm



AAANNNEEEXXXOOO 333

Croquis dos Pontos Fotogramétricos

A3



FACULDADE DE CIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DE LISBOA

REGISTO DOS PONTOS FOTOGRAMÉTRICOS

Coordenadas HG DATUM73

M =.....-85854,160

P = ......-16020,573

Cota do Vértice = ...93,140

Data de Aquisição:

20 / Novembro / 2004

Elaborado por:

____________________________

___________________

P. F.: 105 - VG

Coordenadas HG DATUM LISBOA Militares

M =.....114145,720

P = ......283976,360

Cota do Vértice = ...93,140

DESCRIÇÃO:

Vértice Geodésico PEDERNEIRA,

pertencente à Rede Geodésica de 3ª

Ordem. Bolembreana assente sobre

rocha, situada a cerca de 500 metros a

Norte de São Martinho do Porto. Têm

boa visibilidade em todas as direcções,

e boas condições para GPS..................






M = .... -86481,306

P =...... -16541,635

Cota Terreno =....... 68,429



P. F.: 100 - Marca de Bronze do Cruzeiro


M = .... 113518,587

P =...... 283455,283

Cota Terreno =....... 68,429

DESCRIÇÃO:

Marca de Bronze existente no Cruzeiro

comemorativo do VIII Centenário da

Independência e III da Restauração de

Portugal MCMXL...............................

............................................................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86482,553

P = ......-16544,431

Cota Terreno = .......68,256



P. F.: 001 – Ponto 1 do Cruzeiro


M =.....113517,340

P = ......283452,487

Cota Terreno = .......68,256

DESCRIÇÃO:

Ponto situado no terreno, junto à

extremidade do 1º degrau do Cruzeiro



Portugal MCMXL, à esquerda da

Marca de Bronze.. ...............................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86485,353

P =...... -16542,974

Cota Terreno =....... 68,247





M = .... 113514,540

P =...... 283453,944

Cota Terreno =....... 68,247

DESCRIÇÃO:





Portugal MCMXL, oposta à Marca de

Bronze.................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86483,942

P = ......-16540,208

Cota Terreno = .......68,240





M =.....113515,951

P = ......283456,709

Cota Terreno = .......68,240

DESCRIÇÃO:





Portugal MCMXL, à direita da Marca

de Bronze.............................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86553,986

P =...... -16611,973

Cota Terreno =....... 52,592



P. F.: 004 - Capela de Santo António


M = .... 113445,908

P =...... 283384,944

Cota Terreno =....... 52,592

DESCRIÇÃO:

Ponto situado junto ao extremo Norte

da Sacristia da Capela de Santo

António. O Bastão Extensível

utilizado, onde foi colocada a Antena

GPS, tem a altura de 1,426 metros. .....

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86556,304

P = ......-16604,514

Cota Terreno = .......51,830



P. F.: 005 – Muro junto à Capela de Santo António


M =.....113443,591

P = ......283392,402

Cota Terreno = .......51,830

DESCRIÇÃO:

Ponto situado na extremidade do Muro

junto à Capela de Santo António. O

valor da Cota é em cima do Muro.. .....

.............................................................

.............................................................

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86256,866

P =...... -16789,796

Cota Terreno =....... 3,675



P. F.: 006 – Muro da Capitania do lado da Avenida


M = .... 113743,032

P =...... 283207,127


DESCRIÇÃO:

Ponto situado junto à extremidade do

Muro da Capitania do Porto de São

Martinho do Porto, junto à Avenida

Marginal. O Muro tem a altura de 1,28

metros... ..............................................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86255,059

P = ......-16786,985

Cota Terreno = .......3,621



P. F.: 007 – Muro da Capitania do lado da Rua


M =.....113744,840

P = ......283209,938


DESCRIÇÃO:


Muro da Capitania do Porto de São

Martinho do Porto, junto à Rua que se

encontra empedrada. O Muro tem a

altura de 1,27 metros... ........................

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86000,514

P =...... -16895,082




P. F.: 008 – Muro da Escola Primária


M = .... 113999,387

P =...... 283101,847


DESCRIÇÃO:


Muro da Escola Primária existente na

Rua transversal à Rua General

Carmona. O Muro tem a altura de 1,60

metros... ..............................................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-85978,881

P = ......-16950,046




P. F.: 009 – Muro do Cruzamento das Ruas


M =.....114021,022

P = ......283046,884


DESCRIÇÃO:

Ponto situado junto ao Muro existente

do lado Norte do cruzamento da Rua

da Escola Primária com a Rua paralela

ao Caminho-de-Ferro. O Muro tem a

altura de 1,40 metros... ........................

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86158,024

P =...... -16736,964

Cota Terreno =....... 22,675



P. F.: 010 – Estátua do Antigo Adro


M = .... 113841,873

P =...... 283259,962

Cota Terreno =....... 22,675

DESCRIÇÃO:


extremidade Sul da Estátua ao

Comendador José Bento da Silva

existente no largo que recebeu o seu

nome, também conhecido por Adro....

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .....-86158,140

P = ......-16737,331

Cota Terreno = ...... 22,369



P. F.: 015 – Canteiro Sul da Estátua do Largo


M = .....113841,758

P = ......283259,594

Cota Terreno = ...... 22,369

DESCRIÇÃO:


extremidade Sul do Canteiro das Flores

adjacente à Estátua ao Comendador

José Bento da Silva existente no largo

que recebeu o seu nome, também

conhecido por Adro. ............................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86159,325

P =...... -16736,005

Cota Terreno =....... 22,378



P. F.: 016 – Canteiro Oeste da Estátua do Largo


M = .... 113840,572

P =...... 283260,920

Cota Terreno =....... 22,378

DESCRIÇÃO:


extremidade Oeste do Canteiro das

Flores adjacente à Estátua ao

Comendador José Bento da Silva

existente no largo que recebeu o seu

nome, também conhecido por Adro....

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86270,479

P = ......-16085,915

Cota Terreno = .......66,115



P. F.: 017 – Ponto 1 na Entrada da Eira


M =.....113729,403

P = ......283911,008

Cota Terreno = .......66,115

DESCRIÇÃO:

Ponto situado sobre a Eira existente a

100 metros a Este da Quinta da Gralha,

a Norte de São Martinho do Porto. O

referido ponto localiza-se na entrada da

Eira, do lado direito. ...........................

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86271,807

P =...... -16086,754

Cota Terreno =....... 66,044



P. F.: 018 – Ponto 2 na Entrada da Eira


M = .... 113728,075

P =...... 283910,169

Cota Terreno =....... 66,044

DESCRIÇÃO:




referido ponto localiza-se na entrada da

Eira, do lado esquerdo. ......................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86271,064

P = ......-16077,107

Cota Terreno = .......65,730



P. F.: 019 – Ponto 3 na Eira


M =.....113728,818

P = ......283919,816

Cota Terreno = .......65,730

DESCRIÇÃO:




referido ponto localiza-se no oposto à

entrada da Eira. ...................................

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86875,749

P =...... -16056,725

Cota Terreno =....... 81,213



P. F.: 020 – Casa do Facho


M = .... 113124,132

P =...... 283940,184

Cota Terreno =....... 81,213

DESCRIÇÃO:

Ponto situado no terreno, no extremo

Noroeste da última Casa na zona do

Pico do Facho. Refira-se que todas as

Casas no local se encontram

destruídas. ..........................................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86835,863

P = ......-16084,382

Cota Terreno = .......76,121



P. F.: 021 – Largo da Estrada no Pico do Facho 1


M =.....113164,020

P = ......283912,528

Cota Terreno = .......76,121

DESCRIÇÃO:

Ponto situado no terreno, no lado

direito do entroncamento entre o Largo

da Estrada Municipal 242-7 com o

Caminho de acesso às Casas no Pico

do Facho. ............................................

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86836,198

P =...... -16087,554

Cota Terreno =....... 76,039





M = .... 113163,685

P =...... 283909,356

Cota Terreno =....... 76,039

DESCRIÇÃO:


esquerdo do entroncamento entre o

Largo da Estrada Municipal 242-7 com

o Caminho de acesso às Casas no Pico

do Facho. ............................................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86834,313

P = ......-16091,551

Cota Terreno = .......75,828





M =.....113165,569

P = ......283905,359

Cota Terreno = .......75,828

DESCRIÇÃO:

Ponto situado no terreno, a cerca de 4,5

metros à direita do PF022, no limite do

Largo da Estrada Municipal 242-7, no

Pico do Facho. Este Ponto só serve

para validação da Cota do local. .........

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86829,873

P =...... -16094,613

Cota Terreno =....... 75,520





M = .... 113170,009

P =...... 283902,297

Cota Terreno =....... 75,520

DESCRIÇÃO:






.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86820,110

P = ......-16096,953

Cota Terreno = .......75,179





M =.....113179,773

P = ......283899,957

Cota Terreno = .......75,179

DESCRIÇÃO:

Ponto situado no terreno, a cerca de 10





.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86820,095

P =...... -16096,935

Cota Terreno =....... 75,176





M = .... 113179,788

P =...... 283899,975

Cota Terreno =....... 75,176

DESCRIÇÃO:

Ponto situado no terreno, no mesmo

local do PF025, no limite do Largo da

Estrada Municipal 242-7, no Pico do

Facho. Este Ponto só serve para

validação da Cota do local. ................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86809,912

P = ......-16097,795

Cota Terreno = .......74,812





M =.....113189,971

P = ......283899,116

Cota Terreno = .......74,812

DESCRIÇÃO:






.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86809,771

P =...... -16090,211

Cota Terreno =....... 74,762





M = .... 113190,112

P =...... 283906,699

Cota Terreno =....... 74,762

DESCRIÇÃO:


metros à esquerda do PF029, no limite

do Largo da Estrada Municipal 242-7,

no Pico do Facho. Este Ponto só serve


.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .....-86814,742

P = ......-16087,610

Cota Terreno = ...... 75,007





M = .....113185,140

P = ......283909,300

Cota Terreno = ...... 75,007

DESCRIÇÃO:






.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86818,109

P =...... -16084,692

Cota Terreno =....... 75,211





M = .... 113181,773

P =...... 283912,218

Cota Terreno =....... 75,211

DESCRIÇÃO:





para validação da Cota do local. ........

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86822,368

P = ......-16081,252

Cota Terreno = .......75,493





M =.....113177,514

P = ......283915,657

Cota Terreno = .......75,493

DESCRIÇÃO:






.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86831,098

P =...... -16079,762

Cota Terreno =....... 76,008





M = .... 113168,784

P =...... 283917,148

Cota Terreno =....... 76,008

DESCRIÇÃO:





para validação da Cota do local. ........

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M =.....-86789,343

P = ......-16093,313

Cota Terreno = .......74,311



P. F.: 033 – Entroncamento 1


M =.....113210,539

P = ......283903,597

Cota Terreno = .......74,311

DESCRIÇÃO:


esquerdo do entroncamento do

Caminho, que vêm junto à Costa desde

o Cais de São Martinho do Porto, com

a Estrada Municipal 242-7, na zona do

Pico do Facho. ....................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86785,670

P =...... -16090,556

Cota Terreno =....... 74,161



P. F.: 034 – Entroncamento 2


M = .... 113214,212

P =...... 283906,354

Cota Terreno =....... 74,161

DESCRIÇÃO:


direito do entroncamento do Caminho,

que vêm junto à Costa desde o Cais de

São Martinho do Porto, com a Estrada

Municipal 242-7, na zona do Pico do

Facho. .................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .....-86633,502

P = ......-16879,389

Cota Terreno = ...... 2,551



P. F.: 101 – Extremo do Muro da Colónia de Férias


M = .....113366,399

P = ......283117,526

Cota Terreno = ...... 2,551

DESCRIÇÃO:


Muro existente à entrada do edifício da

Colónia de Férias da Empresa de

Cimentos de Maceira-Liz. O Muro tem

a altura de 1,13 metros. .......................

.............................................................

.............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________






M = .... -86663,497

P =...... -16923,310




P. F.: 103 – Rampa do Salva Vidas


M = .... 113336,405

P =...... 283073,605


DESCRIÇÃO:

Ponto situado no limite da rampa do

Salva Vidas, junto ao paredão, no Cais

de São Martinho do Porto. ..................

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

Elaborado por:

____________________________

___________________



AAANNNEEEXXXOOO 444

Valores Estatísticos de Área e Volume

A4



Para a área A:

Tabela A4.1 – Valores estatísticos de área e volume, relativos ao plano de referência de valor igual a 0 metros, para a área de estudo A.



MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 0 71576.24 96454.31 3326022.47

IGP57 96.4 0 70936.12 95055.44 3072360.29

IGP72 92.3 0 71622.89 90153.41 2928577.36

IGP83 92.1 0 71121.41 90090.83 2886248.91

FAP91 92.0 0 66556.94 86971.11 2853030.19

FAP00 88.3 0 66286.01 87633.11 2800491.84




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 10 57274.41 78899.82 2669891.00

IGP57 96.4 10 55159.36 76011.61 2446792.07

IGP72 92.3 10 56641.22 73318.17 2309061.59

IGP83 92.1 10 56185.13 72784.09 2275999.36

FAP91 92.0 10 54493.94 72254.90 2260969.62

FAP00 88.3 10 53837.08 72484.40 2210979.35




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 20 50291.25 68899.39 2133387.78

IGP57 96.4 20 48722.43 66318.00 1927269.06

IGP72 92.3 20 49463.32 63449.78 1777904.31

IGP83 92.1 20 48791.73 62722.99 1749369.24

FAP91 92.0 20 47680.58 62498.89 1748433.36

FAP00 88.3 20 47350.94 62888.55 1703826.37






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 30 43071.38 58669.65 1668103.29

IGP57 96.4 30 42217.90 56852.39 1473667.74

IGP72 92.3 30 41831.64 53306.50 1322563.82

IGP83 92.1 30 41451.88 53003.55 1299183.53

FAP91 92.0 30 40990.42 53104.81 1306456.56

FAP00 88.3 30 40547.95 53277.03 1264596.31




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 40 37692.13 50205.63 1265648.41

IGP57 96.4 40 36266.20 48146.20 1081441.92

IGP72 92.3 40 35419.75 44156.38 936881.92

IGP83 92.1 40 35080.57 44159.46 917572.24

FAP91 92.0 40 35083.63 44416.24 927091.10

FAP00 88.3 40 34421.35 44373.89 890383.64




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 50 33257.39 42724.04 911815.69

IGP57 96.4 50 30615.50 39610.93 746324.94

IGP72 92.3 50 29789.91 35985.37 610671.98

IGP83 92.1 50 29132.86 35654.55 595949.51

FAP91 92.0 50 29288.70 35829.23 604089.30

FAP00 88.3 50 28779.92 35929.18 573267.81






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 60 29059.26 35642.58 599691.82

IGP57 96.4 60 25733.55 31789.27 465660.29

IGP72 92.3 60 23311.19 27301.91 344395.86

IGP83 92.1 60 23356.53 27417.82 333906.18

FAP91 92.0 60 23546.01 27591.00 340447.41

FAP00 88.3 60 22232.96 26751.26 318334.39




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 70 23728.96 27776.97 335202.81

IGP57 96.4 70 21183.85 24585.81 230238.44

IGP72 92.3 70 17206.14 19349.11 140845.23

IGP83 92.1 70 16505.88 18657.97 130498.76

FAP91 92.0 70 16926.36 19028.94 134878.92

FAP00 88.3 70 16265.38 18508.77 125071.32




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 80 14853.48 16906.40 136658.34

IGP57 96.4 80 10236.00 11565.53 68673.38

IGP72 92.3 80 5403.13 6297.44 21720.81

IGP83 92.1 80 5253.39 6038.67 20763.20

FAP91 92.0 80 5607.24 6394.29 20440.05

FAP00 88.3 80 5328.10 5966.68 13308.12






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 88 7533.33 8570.57 49011.41

IGP57 96.4 88 4174.05 4538.65 12450.84

IGP72 92.3 88 787.93 955.63 1316.42

IGP83 92.1 88 598.56 723.31 926.41

FAP91 92.0 88 615.97 748.89 958.30

FAP00 88.3 88 25.16 25.95 3.06




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 90 6140.00 6977.49 35345.89

IGP57 96.4 90 2689.23 2911.19 5628.18

IGP72 92.3 90 300.09 351.41 278.60

IGP83 92.1 90 217.40 252.88 154.45

FAP91 92.0 90 219.19 258.19 158.17

FAP00 88.3 90 0.00 0.00 0.00




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 92 4855.15 5510.96 24362.31

IGP57 96.4 92 1205.43 1322.70 1672.63

IGP72 92.3 92 6.69 7.22 0.72

IGP83 92.1 92 0.06 0.07 0.00

FAP91 92.0 92 0.03 0.04 0.00

FAP00 88.3 92 0.00 0.00 0.00






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 96 2796.16 3139.23 9280.78

IGP57 96.4 96 6.95 8.27 1.04

IGP72 92.3 96 0.00 0.00 0.00

IGP83 92.1 96 0.00 0.00 0.00

FAP91 92.0 96 0.00 0.00 0.00

FAP00 88.3 96 0.00 0.00 0.00




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 103.6 100 1123.22 1221.47 1472.55

IGP57 96.4 100 0.00 0.00 0.00

IGP72 92.3 100 0.00 0.00 0.00

IGP83 92.1 100 0.00 0.00 0.00

FAP91 92.0 100 0.00 0.00 0.00

FAP00 88.3 100 0.00 0.00 0.00

Para a área B:

Tabela A4.15 – Valores estatísticos de área e volume, relativos ao plano de referência de valor igual a 0 metros, para a área de estudo B.



MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 0 82150.27 91519.15 2161254.86

IGP57 71.0 0 76378.86 84892.79 1776063.07

IGP72 71.1 0 78767.91 84434.99 1755428.51

IGP83 69.7 0 78123.85 85260.65 1687748.39

FAP00 71.7 0 73809.57 81698.22 1690836.41






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 10 65289.20 72131.30 1395457.76

IGP57 71.0 10 58122.65 64639.89 1112749.00

IGP72 71.1 10 59700.39 64174.83 1079034.79

IGP83 69.7 10 59001.66 64558.95 1020960.77

FAP00 71.7 10 58257.96 64237.75 1039234.35




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 20 49493.88 54031.84 809841.28

IGP57 71.0 20 39422.22 43461.94 615119.61

IGP72 71.1 20 38239.82 41000.29 583334.88

IGP83 69.7 20 35683.75 39141.37 547646.06

FAP00 71.7 20 36974.70 40804.36 561723.18




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 30 28501.73 31391.12 422734.55

IGP57 71.0 30 22016.14 24404.90 319743.09

IGP72 71.1 30 21796.04 23594.47 291967.77

IGP83 69.7 30 20109.92 22369.93 274367.35

FAP00 71.7 30 20852.65 23351.55 280288.03






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 40 16056.34 17726.87 202885.33

IGP57 71.0 40 11928.87 13335.08 153005.73

IGP72 71.1 40 10263.69 11397.61 129501.27

IGP83 69.7 40 9587.52 10947.29 123404.10

FAP00 71.7 40 10360.76 11848.40 123076.14




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 50 7563.48 8465.59 89810.42

IGP57 71.0 50 6222.27 6975.46 67601.03

IGP72 71.1 50 5286.97 5933.66 53379.41

IGP83 69.7 50 5204.39 5995.62 52285.80

FAP00 71.7 50 5180.23 6028.81 50942.54




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 60 4305.91 4681.65 31444.43

IGP57 71.0 60 3350.99 3643.81 20558.43

IGP72 71.1 60 2599.42 2843.36 14859.92

IGP83 69.7 60 2574.58 2874.41 14265.23

FAP00 71.7 60 2468.45 2823.41 13469.25






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 69 1860.06 1909.08 3392.99

IGP57 71.0 69 868.26 895.77 505.51

IGP72 71.1 69 730.09 748.01 531.65

IGP83 69.7 69 410.41 416.23 145.90

FAP00 71.7 69 447.19 470.37 401.31




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 70 1392.89 1416.31 1737.72

IGP57 71.0 70 84.57 89.04 16.77

IGP72 71.1 70 275.77 281.83 78.51

IGP83 69.7 70 0.00 0.00 0.00

FAP00 71.7 70 174.66 181.72 140.02




MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 71 874.42 882.67 602.44

IGP57 71.0 71 0.00 0.00 0.00

IGP72 71.1 71 1.07 1.12 0.03

IGP83 69.7 71 0.00 0.00 0.00

FAP00 71.7 71 64.67 65.69 18.18






MODELO

[M] [M] [M2] [M2] [M3]

IGE47 72.6 72 201.39 202.75 35.38

IGP57 71.0 72 0.00 0.00 0.00

IGP72 71.1 72 0.00 0.00 0.00

IGP83 69.7 72 0.00 0.00 0.00

FAP00 71.7 72 0.00 0.00 0.00

A FOTOGRAMETRIA APLICADA AO ESTUDO MULTI-TEMPORAL DE...

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