ANÁLISE DE PRODUTOS OBTIDOS COM A APLICAÇÃO DA FOTOGRAMETRIA TERRESTRE NO LEVANTAMENTO DE

FACHADAS PARA FINS DE RESTAURO

Sérgio Marcelino da Motta Lopes LABMATEC, Colegiado de Engenharia Civil, UNIVASF

Programa de Pós-graduação em Arquitetura e Urbanismo, UFBA sergio.motta@univasf.edu.br

RESUMO

Portadores de referência à identidade e à memória de grupos sociais, os bens culturais são testemunhos da

evolução de cada comunidade. No entanto, por mais paradoxal que possa parecer, é a própria sanha humana a

maior responsável pela destruição das suas referências e lembranças. Daí, a importância da preservação da

memória, nas suas mais diversas manifestações. No que tange à preservação da memória de um bem material,

um dos instrumentos mais importantes é, sem dúvida, o seu registro iconográfico. As representações cadastrais

são, portanto, de fundamental importância para todas as ações de salvaguarda, como os inventários,

enumerados pela Constituição Federal como uma das formas de proteção do patrimônio cultural brasileiro e

considerados pelo Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN) como a ferramenta primeira

nesta tarefa. Independentemente de sua finalidade específica e de seu objeto de registro, entretanto, qualquer

inventário demanda obrigatoriamente o cadastro arquitetônico. Dentre as principais técnicas de levantamento

atuais, a fotogrametria terrestre figura como de utilização mais recente e ainda bastante restrita no Brasil. Este

trabalho se concentra no método da fotogrametria digital terrestre, relatando a experiência de sua utilização no

levantamento cadastral da Antiga Estação Ferroviária de Piranga, em Juazeiro (BA), através do uso do software

PhotoModeler Pro 5, concentrando-se nos produtos e analisando os resultados práticos.

Palavras-chave: Documentação arquitetônica. Técnicas de levantamento. Fotogrametria terrestre.

Fotogrametria digital. Juazeiro (BA).

ABSTRACT

Owners of reference to identity and memory of social groups, cultural goods are examples of the evolution of

each community. However, as paradoxical as it may seem, humanity itself is the major responsible for the

destruction of their references and memories. Hence, the importance of preserving the memory in its most varied

expressions. With regard to preserving the memory of a material good, one of the most important instruments is

its iconographic record. The surveying representations have therefore fundamental importance for all safeguard

actions, such as inventories, listed by the Federal Constitution as one form of protection of cultural heritage and

considered by the Brazilian National Historical and Artistic Heritage Institute (IPHAN) as the first tool in this task.

Regardless of its specific purpose and object of record, however, any inventory demands architectural surveying.

Among the main current surveying techniques, close-range photogrammetry appears as one of the latest and still

quite limited use in Brazil. This study focuses on the method of digital close-range photogrammetry, reporting the

2

experience of its use in cadastral survey of the Old Railway Station of Piranga, in Juazeiro (BA), through the use

of software PhotoModeler Pro 5, and focusing on the products and analyzing the practical results.

Keywords: Paper Architectural documentation. Surveying techniques. Close-range photogrammetry. Digital

photogrammetry. Juazeiro (BA).

1 INTRODUÇÃO

Produtos da cultura de um povo, de toda a ação inteligente do homem na tentativa de

conhecer e adaptar-se ao meio ambiente, os bens culturais são testemunhos da evolução

de cada sociedade ou de cada comunidade. Foram criados, recriados, aprimorados e

estabelecidos ao longo do tempo e da história, e são, por isso, portadores de referência à

identidade e à memória de diversos grupos sociais.

No entanto, por mais paradoxal que possa parecer, é a própria sanha humana a maior

responsável pela destruição das suas referências e lembranças, da memória individual ou

coletiva:

[...] a natureza humana é um poço de contradições, o que explicaria (mas não justificaria) o pouco caso e até mesmo a iconoclastia que é desencadeada sobre os testemunhos do nosso passado, as nossas memórias que nos fazem indivíduos e comunidade, que resgatam uma parcela da nossa cidadania, que nos permitem aspirar à categoria de povo civilizado e que nos fazem refletir sobre a nossa caminhada para o futuro. (OLIVEIRA, 2008, p. 13)

Explicita-se, assim, a importância da preservação da memória, nas suas mais diversas

manifestações. No que tange à preservação da memória de um bem material, um dos

instrumentos mais importantes é, sem dúvida, o seu registro iconográfico.

Nas intervenções de conservação ou restauro de um monumento, além de ser a base

necessária sobre a qual se vai elaborar o próprio projeto de intervenção, Oliveira (2008,

p.13) ratifica que “os cadastros feitos com apuro e exatidão nos permitem leitura mais

detalhada da evolução do organismo arquitetônico e suas transformações, além de

ensejarem a avaliação das deformações estáticas que a estrutura do edifício vem sofrendo”.

Assim, torna-se fundamental deter-se na definição de levantamento cadastral:

[...] pode ser entendido tanto como o processo de medição e registro das formas de um objeto visando sua representação gráfica (também chamado de cadastramento), como o resultado desse processo (conhecido como cadastro); ou ainda, estes dois sentidos simultaneamente. (GROETELAARS, 2004, p. 13)

Para o levantamento das formas arquitetônicas, há diversas técnicas utilizáveis que, por sua

vez, dependem de fatores tais como localização do objeto, sua extensão, precisão requerida

e forma de apresentação dos resultados. Groetelaars (2004, p. 18) pondera que o método

3

escolhido deve ser o que apresenta maior viabilidade de execução, dentro dos custos e

prazos determinados.

Dentre as principais técnicas de levantamento, a fotogrametria terrestre figura entre as de

concepção mais recente e ― no Brasil ― de utilização ainda bastante restrita, notadamente

em trabalhos de grupos de investigação ligados a instituições de ensino superior, graças aos

avanços técnicos que democratizaram a técnica, com o relativo barateamento e

simplificação dos procedimentos digitais.

O presente trabalho se concentra no método da fotogrametria terrestre, ao relatar a

experiência de sua utilização em levantamento cadastral de monumento com vistas à sua

documentação e restauração, optando por não se aprofundar na seara dos aspectos

conceituais da técnica em si1 e nem dos aspectos práticos do processo de utilização do

software específico, mas concentrando-se nos produtos obtidos e na análise de seus

resultados.

2 A FOTOGRAMETRIA DIGITAL COMO FERRAMENTA DO CADASTRO

Sucintamente, a fotogrametria é a técnica que permite extrair das fotografias as formas, as

dimensões e as posições dos objetos, utilizando-se, para isso, de fundamentos da

geometria da projeção central e da perspectiva (OLIVEIRA, 2008, p. 84).

Para se alcançar os níveis de precisão possibilitados pelo método no levantamento dos

objetos, são necessários cuidados como o conhecimento dos parâmetros da câmera, o

posicionamento adequado desta em diversos locais e a determinação de pontos de controle.

Além disso, Groetelaars (2004, p. 32) aponta como necessário o conhecimento da escala e

do grau de precisão desejados no levantamento, uma vez que a tomada fotográfica é

realizada em função destes parâmetros.

Apresenta muitas vantagens em relação aos demais métodos, principalmente quando

utilizada no levantamento de formas arquitetônicas complexas, de grandes dimensões ou

difícil acesso, como os são as fachadas. Isto se deve ao fato de permitir a obtenção de um

grande número de dados e medidas, bem como a representação gráfica geometricamente

correta e precisa. Outro aspecto positivo é o pouco tempo necessário para o trabalho de

campo, já que a restituição das fotos2 é feita em escritório, posteriormente ao levantamento

fotográfico.

Suas maiores desvantagens são relacionadas à impossibilidade de obtenção de medidas

em tempo real (visto que elas são obtidas após a restituição fotogramétrica), a necessidade

4

de determinação de pontos de controle (por medição direta ou por métodos topográficos) e a

extrema dependência de fotografias de boa qualidade (tanto em termos de cobertura de

toda a área de interesse, como em termos de iluminação e nitidez adequadas).

3 O PROJETO DE DOCUMENTAÇÃO ARQUITETÔNICA

A oportunidade de utilização da fotogrametria terrestre na documentação de monumentos

aqui relatada consistiu na execução de parte de um projeto de documentação arquitetônica

de monumento para fins de restauração.

A oportunidade surgiu quando o órgão municipal de Cultura de Juazeiro (BA) estabelece

parceria com a Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF) para o

desenvolvimento do projeto de restauração do monumento em questão.

Adotou-se como modelo formal de projeto de documentação aquele que admite a

documentação arquitetônica como o “processo sistemático de aquisição, tratamento,

indexação, armazenamento, recuperação e disponibilização de dados e informações,

gráficas e não gráficas, sobre as edificações para os mais variados usos” (AMORIM, 2008).

3.1 Objeto da documentação

3.1.1 Identificação

O referido projeto destina-se à documentação arquitetônica da Antiga Estação de Piranga,

edificação também conhecida por Antiga Estação da Leste Brasileiro (Figura 1a). O imóvel é

identificado como bem cultural municipal pela Lei nº. 1.667, de 3 de junho de 2002 e possui

indicação para tombamento estadual pelo inventário executado pelo Instituto do Patrimônio

Artístico e Cultural da Bahia (IPAC) (Bahia, 1999).

3.1.2 Contextualização geográfica e histórica

O município de Juazeiro localiza-se no norte do Estado da Bahia, na microrregião do Baixo

Médio São Francisco. Situada na margem direita do grande rio ― fator precípuo de sua

existência ― está encravada na região semi-árida do Nordeste brasileiro, e encontra-se em

posição privilegiada: num entroncamento rodo-ferroviário, fluvial e aéreo, distante 504 km da

capital, Salvador (Figura 1b).

5

(a) (b)

Figura 1 – (a) A antiga Estação de Piranga, atualmente. Fonte: O autor, 2008; (b) Juazeiro: enquadramento geográfico. Fonte: LOPES, 2008.

Seu modelo econômico, desde as décadas de 70 e 80, está baseado na agricultura irrigada,

que lhe rendeu notoriedade internacional. Entretanto, sua forte vocação econômica ― desde

os tempos de maior entreposto comercial de todo o vale sanfranciscano, que lhe justificaram

o título de empório comercial do sertão ― sempre esteve relacionada à excepcional

situação locacional.

Assim, consolidando a sua estratégica localização, os trilhos da via férrea Bahia and San

Francisco Railway finalmente chegavam a Juazeiro, em 24 de fevereiro de 1896, dando

origem ao bairro de Piranga, a partir desta estação ferroviária ali construída, afastada do

centro da cidade (LOPES, 1999).

O pequeno edifício de feições neoclássicas, intimamente ligada à história não só da cidade,

mas da ocupação de toda uma região do Nordeste brasileiro, viria a perder suas funções

com a construção, já na segunda metade do século seguinte, de uma outra, nas suas

imediações. Desde então, a Antiga Estação de Piranga não voltou a ter uso, iniciando seu

processo de degradação.

3.1.3 Contextualização urbana

A edificação está localizada em área remanescente do pátio de manobras da antiga RFFSA,

às margens da BR 235, no bairro de Piranga, logradouro situado na área urbana do

município (Figura 2a). Construída em sítio de topografia plana, o bem é servido por todos os

serviços públicos (Figura 2b).

6

(a) (b)

Figura 2 – O entorno da estação de Piranga: (a) em imagem de satélite (em vermelho); (b) visto a partir da BR 235. Fontes: http://maps.google.com.br e o autor, 2008.

3.1.4 Características e estado de conservação

A construção é constituída de cinco compartimentos, sendo um deles principal e maior, e

quatro adjacentes menores (Figura 3).

Figura 3 – Planta esquemática da estação ferroviária. Fonte: Adaptado de JUAZEIRO, 2002b.

Edificação originalmente de alto padrão construtivo, assentada em embasamento elevado

em relação ao nível do terreno (cerca de 0,70 m), com estrutura parietal de tijolo maciço e

acabamento em argamassa de cal pintada. O piso, tanto externa como internamente, é

constituído por blocos de pedra rudemente aparelhada. A cobertura apresenta estrutura em

madeira de lei organizada em belas tesouras e manto em telha tipo marselhesa. As

plataformas possuíam cobertas independentes da principal, em telha metálica, com

estrutura apoiada em mãos-francesas de madeira de lei.

O estado de conservação do edifício é extremamente precário, encontrando-se a construção

em estado inicial de ruína. A alvenaria geral, bem como os elementos decorativos da

fachada (cimalhas, portadas, etc.), apresentam-se bastante desgastados e praticamente

7

sem reboco (Figura 4a). O piso apresenta bom estado de conservação, com exceção da

porção interna por onde atualmente corre o trilho de automotrizes, devido aos cravos de

fixação, que danificaram as pedras (Figura 4b). Devido ao acesso das automotrizes, um

portão de ferro fundido foi introduzido, eliminando dois vãos originais das janelas.

(a) (b)

Figura 4 – Estado de conservação: (a) detalhe dos elementos decorativos da fachada; (b) Interior do vão principal, com abertura para automotrizes, ao fundo. Fonte: O autor, 2008.

A estrutura da coberta principal apresenta sofrível estado de conservação. O manto de

cobertura apresenta grande quantidade de peças faltantes. Das coberturas independentes

das plataformas, restam apenas as suas estruturas de madeira, totalmente expostas à

umidade. Das esquadrias originais, todas em madeira, restam apenas cinco janelas,

bastante deterioradas.

3.2 Finalidade do projeto

Seu objetivo principal é a precisa restituição gráfica das fachadas da edificação para o

correto desenvolvimento de proposta de restauração, uma vez que os alçamentos contidos

em levantamento cadastral existente ― executado pelo órgão municipal de gestão de obras

(JUAZEIRO, 2002b) da Prefeitura Municipal de Juazeiro ― mostraram-se extremamente

imprecisos e, portanto, inadequados para a finalidade pretendida.

Paralelamente, pretendia-se a avaliação da viabilidade da fotogrametria terrestre como

procedimento de levantamento para fins de inventário dos outros bens materiais da cidade.

3.3 Produtos a serem obtidos

Os produtos obtidos pelo projeto de documentação priorizaram, notadamente, a precisa

restituição gráfica das fachadas da edificação, com o desenvolvimento de seus modelos

geométricos de superfície, as conseqüentes ortofotos (e/ou fotos retificadas) e,

posteriormente, os desenhos vetorizados e possíveis subprodutos a partir destes3:

8

levantamento cadastral preciso e detalhado das fachadas, mapeamento de danos e

reconstituição cromática.

3.4 Recursos disponíveis

3.4.1 Métodos e técnicas empregados

Nos processos de aquisição de dados, foram fundamentais os dados fotográficos, além das

técnicas de medição direta. Também foram utilizados os desenhos em formato vetorial

(CAD) oriundos de levantamento cadastral para fins de projeto do órgão municipal de gestão

de obras (JUAZEIRO, 2002b), como base de trabalho e também como objetos de

comparação de resultados.

3.4.2 Equipamentos e software

Na etapa de aquisição das fotografias, utilizou-se câmera fotográfica EOS Digital Rebel XT

(Figura 10), com sensor CMOS de 8.0 megapixels e lente intercambiável EF-S18-55mm

f/3.5-5.6 II.

No processamento dos dados, foi utilizado o programa PhotoModeler Pro 54. Este é um

programa de restituição, considerado de solução interativa, que permite a obtenção de uma

série de produtos ― como desenhos, modelos tridimensionais fotorrealísticos, fotos

retificadas e ortofotos ― através de uma ou mais fotos convergentes (GROETELAARS,

2004, p. 118).

Também foram utilizados os programas Photoshop CS3, para o tratamento das imagens

geradas, e AutoCAD 2008, para a edição e finalização dos desenhos vetoriais.

3.5 Aquisição de dados

3.5.1 Levantamento fotográfico

Primeiramente, foram feitas as tomadas fotográficas da fachada considerada ― fachada

norte ―, levando-se em conta três parâmetros principais: a correta localização dos pontos

de vista (em termos de angulação adequada e maior proximidade possível), a utilização da

mesma distância focal em todas as tomadas (D18 mm), a configuração da câmera para a

sua maior resolução possível (8.0 megapixels) e a utilização de tripé (para evitar fotos

“tremidas” ou “borradas” e, consequentemente, aumentar a nitidez) (Figura 5).

9

Figura 5 – A fachada norte da Estação: localização e indexação dos pontos de vista das tomadas

fotográficas. Fonte: Adaptado de JUAZEIRO, 2002b.

A localização dos pontos de vista baseou-se na premissa de que os planos principais do

monumento ― e, conseqüentemente, qualquer um de seus pontos ― estivessem

registrados em, no mínimo, três fotografias: uma a 45º à esquerda ao plano considerado

(Figura 6a), uma perpendicular ao mesmo plano (Figura 6b), e outra a 45º à direita (Figura

6c).

(a) (b) (c)

Figura 6 – Tomadas fotográficas do plano da fachada: (a) 45º à esquerda; (b) ortogonal, buscando o seu centro geométrico; (c) 45º à direita. Fonte: O autor, 2008.

Infelizmente, por falta de pontos de visada elevados (desníveis ou elevações no terreno,

edificações vizinhas, etc.) e da impossibilidade de recursos técnicos que permitissem

fotografias feitas do alto (caminhões-concha, andaimes, etc.), o telhado não pôde ser

fotografado, aparecendo apenas muito parcialmente.

3.5.2 Medição direta

Além das fotografias, foi feita a medição direta de uma distância horizontal e outra vertical

de referência no plano de fachada fotografado, fundamentais para a determinação da escala

da ortofoto/foto retificada, quando do processamento das imagens capturadas, na restituição

(Figura 7).

10

Figura 7 – Localização das distâncias horizontal e vertical de referência (em vermelho) medidas no

plano da fachada. Fonte: O autor, 2008.

3.6 Processamento de dados

Nesta etapa, foi realizada a restituição das fotografias no PhotoModeler (Figura 8b).

3.6.1 Etapa 1 – Orientação interna

Primeiramente, foram determinados os parâmetros de orientação interna, a partir da

calibragem simplificada da câmera (single picture calibration method5): a partir da tomada

fotográfica de uma folha de papel sobre superfície horizontal (em posição indicada pelo

programa e com a mesma distância focal utilizada nas tomadas fotográficas do edifício), a

foto resultante é inserida no PhotoModeler e o traçado da folha é feito sobre ela (Figura 8a).

Com este processo, o programa pode restabelecer a geometria do sistema projetivo da

câmera6, permitindo reconstruir a relação geométrica entre os pontos da fotografia e os

pontos no espaço tridimensional.

3.6.2 Etapa 2 – Orientação externa

Após a determinação dos parâmetros de orientação interna, pôde-se importar as fotografias

relativas à fachada norte para o programa. Sobre as fotos, foram traçadas as características

principais do edifício (Figura 8b). Assim, reconstituiu-se a posição relativa das estações

fotográficas (pontos de vista de cada tomada fotográfica), a partir da identificação dos

pontos homólogos nas referidas fotografias (Figura 9).

Foi exatamente a marcação dos pontos homólogos nas fotografias que gerou as maiores

dificuldades em relação à melhor forma de subsidiar o programa. As diferenças de

profundidade (resultantes da existência da cimalha e dos frisos e outros elementos da

platibanda) e a falta de definição na maioria dos pontos de controle (em função do desgaste

dos vértices e arestas do edifício) dificultaram bastante o processo de marcação desses

11

pontos nas primeiras tentativas, não permitindo, inclusive, o processamento do modelo

tridimensional. Na experiência aqui relatada, optou-se, então, por simplificar o traçado,

diminuindo a quantidade de pontos de interesse marcados (Figura 8b).

(a) (b)

Figura 8 – Orientação da câmera: (a) interna: calibragem simplificada; (b) externa: marcação e referenciamento dos pontos homólogos nas fotografias (a figura mostra também a interface

programa PhotoModeler Pro 5).

Em seguida, determinou-se a orientação absoluta: os eixos x, y, z e a escala do modelo. A

definição dos eixos foi feita a partir da identificação de um ponto que representa a origem do

sistema e de dois pontos que representam os sentidos dos eixos. A escala foi definida com

base na referida medida levantada in loco, que corresponde a 10,68 m e cuja localização

esta indicada na Figura 8.

Figura 9 – Visualização do modelo geométrico 3D com aplicação de textura fotorrealística (quality

textures).

Depois das fotografias devidamente orientadas, foi possível processar o modelo geométrico

3D da fachada. Com o processamento, o modelo geométrico 3D pôde ser visualizado em

estrutura “de arame” (wireframe) e, em seguida, foi também possível determinar as

superfícies que o formam. Sobre tais superfícies, foram aplicadas as texturas extraídas das

fotografias e foi possível, finalmente, obter o modelo fotorrealístico da fachada fotografada

(Figura 9).

12

3.6.3 Etapa 3 – Obtenção dos produtos

Considerando o objetivo do projeto, o produto principal gerado pelo PhotoModeler é a

ortofoto/foto retificada. Assim, o modelo geométrico 3D é produto-meio para a sua obtenção,

pois é a partir do modelo fotorrealístico que o programa gera a ortofoto.

Ortofoto e foto retificada diferem conceitualmente em relação ao nível de correção das

deformações perspectivas alcançado pela restituição fotogramétrica empreendida. Na foto

retificada, as deformações são corrigidas em relação ao plano principal restituído, mas

pequenas deformações de profundidade ainda aparecem. Tais deformações não ocorrem na

ortofoto, que resulta totalmente corrigida em termos de profundidades, constituindo uma

projeção cilíndrica ortogonal, ou seja, corresponde propriamente a uma vista ortográfica. O

produto gerado pela restituição aqui descrita apresenta as pequenas deformações acima

referidas, constituindo-se, portanto, numa foto retificada.

A partir do modelo geométrico 3D, a foto retificada foi gerada e, simultaneamente, exportada

em formato TIFF, para ser tratada no programa de edição de imagens PhotoShop CS3

(Figura 10a) e, então, vetorizada no programa de edição de desenho AutoCAD 2008.

Como se pode perceber na Figura 10a, a restituição empreendida no PhotoModeler não

resultou plenamente satisfatória. Os motivos provavelmente têm a ver com a falta de

domínio total dos mecanismos operacionais, notadamente os relacionados com a calibração

da câmera e com a marcação dos pontos homólogos nas fotografias. Ao verificar o relatório

de status do projeto (project status report), após o processamento do modelo geométrico,

duas inconsistências (project problems) foram identificadas: a câmera, apesar da calibração

simplificada que foi executada, não era identificada como calibrada; e haviam três pontos

com residual alto. Os pontos identificados tiveram suas posições ajustadas, de maneira a

minimizar os valores residuais. Já com relação à calibragem, nada pôde ser feito, na medida

em que a calibragem completa não era possível de ser executada, por razões operacionais,

e a repetição da calibragem simplificada não gerou qualquer alteração no quadro.

Deformações podem ser percebidas nas arestas verticais definidas pelos cunhais

(especialmente naquele à direita do observador), mas principalmente na região de

coroamento da fachada (justamente onde estão as maiores diferenças de profundidade em

função da cimalha e dos elementos da platibanda), que sofreu um abaulamento positivo e

deformações dos seus arremates extremos.

A título de melhor avaliação, uma primeira vetorização da foto retificada foi executada,

reproduzindo exatamente as deformações comentadas (Figura 10b).

13

(a) (b)

Figura 10 – Primeiros produtos obtidos: (a) foto retificada; (b) desenho vetorizado a partir da foto retificada, sem interpretação gráfica.

Como este não foi um resultado considerado aceitável, tanto em termos da qualidade e nível

de precisão da peça gráfica em si, como em relação à representabilidade do estado de

conservação do edifício, optou-se por executar uma segunda vetorização, desta vez

utilizando-se de parâmetros interpretativos baseados nas propriedades gráficas do processo

de restituição ― que, como já comentado, utiliza-se da projeção cilíndrica ortogonal ―, e no

próprio conhecimento da edificação.

Assim, foi identificada na foto retificada, uma região na qual a restituição fotogramétrica

alcançou os níveis corretos de precisão, identificada por estarem seus elementos horizontais

em situação de perfeita perpendicularidade com um eixo vertical de referência (Figura 11).

Figura 11 – Interpretação gráfica: localização do eixo vertical de referência.

Tal interpretação gráfica permitiu uma segunda vetorização, esta sim com níveis de

representatividade da realidade fotografada bastante superiores e satisfatórios. Foram

também corrigidas as pequenas deformações de profundidade resultantes da restituição.

Repetiu-se o processo para as outras três fachadas (Figura 12a, 12b, 12c e 12d).

14

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 12 – Desenhos vetorizados a partir das fotos retificadas, com interpretação gráfica: (a) fachada norte; (b) fachada oeste; (c) fachada sul; e (d) fachada leste.

Foi também resultado da interpretação referida a opção por representar o estado de

conservação do edifício não mais reproduzindo graficamente as patologias de suas

fachadas, mas através do mapeamento de danos (Figura 13a, 13b, 13c e 13d).

15

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 13 – Mapeamento de danos7: (a) fachada norte; (b) fachada oeste; (c) fachada sul; e (d) fachada leste.

Outro subproduto da vetorização no ambiente CAD possível foi a reconstituição cromática

das fachadas, a partir da identificação, no programa Photoshop CS3, das cores

remanescentes segundo a cartela do sistema Pantone (Figura 14a, 14b, 14c e 14d). Neste

16

momento, também foi possível, a partir de iconografia de época, proceder a reconstituição

formal das fachadas.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 14 – Reconstituição formal e cromática 8: (a) fachada norte; (b) fachada oeste; (c) fachada sul; e (d) fachada leste.

17

4 ANÁLISE DO PROCESSO E DOS RESULTADOS

A avaliação da qualidade obtida pelo processo de levantamento cadastral através da

fotogrametria digital terrestre, com o uso do programa PhotoModeler como ferramenta, foi

feita considerando as dificuldades surgidas ao longo do processo de restituição

fotogramétrica em si, e também, a partir da comparação das dimensões obtidas no desenho

gerados pelo AutoCAD a partir da foto retificada com as dimensões obtidas no levantamento

cadastral executado pelo órgão de gestão de obras (JUAZEIRO, 2002b) (Figura 16).

Verificou-se que a precisão do modelo tridimensional da fachada não foi homogênea, ou

seja, houve variação dos níveis de precisão ao longo das superfícies restituídas pelo

PhotoModeler (Figura 10). Como já foi comentado, as razões certamente estão relacionadas

à falta de domínio total dos mecanismos operacionais do programa, que é extremamente

dependente da correta marcação dos pontos homólogos nas fotografias, quando da

restituição. Aliás, esta é uma dificuldade intrínseca ao próprio programa. As regiões

definidas por pontos de fácil identificação nas fotos permitiram uma razoável restituição.

Entretanto, os pontos de difícil identificação ― os que estão localizados em arestas

desgastadas do edifício (como os cunhais e as cimalha) ou nas áreas mais altas (cimalha e

platibanda) ― acabaram por gerar deformações razoáveis.

Assim sendo, garantir a visada aos pontos que, numa primeira observação, possam vir a ser

fundamentais à restituição é essencial. Isto significa haver garantido acesso visual aos

pontos mais altos do edifício, o que provavelmente teria evitado a deformação da porção

mais elevada da fachada. Também significaria a eliminação de obstáculos visuais às

tomadas fotográficas ― quando isto é possível, obviamente ―, como a vegetação arbustiva

que cresceu junto à base do edifício e que impediu não só a marcação de pontos

homólogos, como consequentemente a restituição fotogramétrica dessas regiões (Figuras 7

e 10a).

Entretanto, os pontos imprescindíveis localizados em locais desgastados do edifício ― e

que também diminuem a precisão da restituição ― não têm sua solução nas precauções em

relação às tomadas fotográficas, por estarem diretamente relacionados a características

intrínsecas ao edifício.

Para se evitar tais inconvenientes na restituição de edifícios com estado de conservação

precário, Groetelaars (2004) sugere a utilização de marcas de sinalização ― ou alvos de

fachada ― que estabelecem pontos de controle em regiões de difícil visualização e facilitam

a identificação de pontos de interesse em locais de difícil visualização9.

18

Em relação especificamente aos produtos vetoriais obtidos, vale ratificar a necessidade de

se ter utilizado parâmetros interpretativos ― baseados nas propriedades gráficas do

processo de restituição ― numa segunda vetorização, em função dos já comentados

resultados não satisfatórios da primeira delas e da dificuldade de representar graficamente

as patologias de suas fachadas.

A título de comparação, comparando-se os desenhos obtidos pela vetorização sobre a foto

retificada apenas a fachada norte e os referidos desenhos resultantes de medição direta

com as distâncias de referência medidas quando do levantamento fotográfico, tem-se a

Tabela 1 e a Figura 15.

Tabela 1 – Análise da diferença dimensional entre os desenhos vetoriais gerados por fotogrametria terrestre e por medição direta em relação às medidas tomadas in loco da fachada

norte.

Distância horizontal Distância vertical Método de levantamento Medida

(m) Diferença

(m) Erro (%)

Medida (m)

Diferença (m)

Erro (%)

Medida levantada in loco

10,68 ― ― 2,65 ― ―

Medição direta (JUAZEIRO, 2002b)

10,75 + 0,07 + 0,65 2,62 – 0,03 – 1,13

Fotogrametria digital terrestre 10,68 0 0 2,68 + 0,03 + 1,13

Figura 15 – Sobreposição dos desenhos resultantes das técnicas de levantamento cadastral da

fachada norte: medição direta (em azul) vs. restituição fotogramétrica (em vermelho).

Assim, comparativamente, em termos numéricos, a vetorização executada sobre a foto

retificada mostrou-se mais satisfatória em relação ao plano principal da fachada, sobretudo

em relação às larguras: no caso da medida horizontal de referência considerada, não houve

erro gerado (em oposição aos 7 cm de diferença para mais do cadastro pré-existente, ou

seja, erro de + 0,65%). Já em relação à medida vertical de referência tomada, a diferença é

de 3 cm para mais na restituição fotogramétrica, o que significa erro de + 1,13%.

19

O erro maior em relação às distâncias verticais é resultado, seguramente, da distorção de

perspectiva que não pôde ser corrigida totalmente, pelos motivos já comentados,

relacionados às dificuldades de restituição do plano superior do edifício

Faz-se necessário, aqui, salientar que as diferenças horizontal e vertical entre o referido

desenho resultante da medição direta (JUAZEIRO, 2002b) põem à prova a precisão deste

cadastro. Ao analisar-se a Figura 16, é possível observar que há outras distâncias nas quais

as diferenças em relação à medição direta são ainda maiores. Entretanto, uma análise mais

aprofundada que permitisse tal aferição de precisão fugiria aos objetivos deste trabalho.

Considera-se, portanto, um bom resultado alcançado pela restituição fotogramétrica, visto

que não foram utilizados neste levantamento todos os recursos para se obter máximos

níveis de precisão, tais como: utilização de câmera semi-métrica, calibração total da câmera

e fixação de marcas de sinalização em locais de difícil percepção visual.

Para além dos aspectos dimensionais da representação gráfica em questão, é

imprescindível ainda considerar a inexorável superioridade quanto à fidedignidade, nível de

detalhes e completeza dos desenhos traçados sobre as fotos retificadas. A Figura 16 é

contundente quanto a isso.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 16 – Comparação entre cadastro por medição direta (JUAZEIRO, 2002b) vs. cadastro por fotogrametria terrestre: (a) fachada norte; (b) fachada oeste; (c) fachada sul; e (d) fachada leste.

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É inegável que os desenhos à direita na Figura 16 são as mais corretas representações das

fachadas da edificação. Os desenhos resultantes da medição direta (desenhos à esquerda

na Figura 16) representam incorretamente vários detalhes e ornamentos existentes na

fachada ou, simplesmente, os desconsideram. Tais elementos ― imprescindíveis para a

correta documentação do objeto considerado ― podem estar em locais inacessíveis, podem

passar despercebidos ou ainda, tendem a ser simplificados durante o levantamento

cadastral tradicional.

5 CONCLUSÕES

A análise do processo bem como dos produtos gerados e suas características, leva a uma

série de constatações sobre os objetos de análise em si e outras tantas observações sobre

procedimentos a adotar em iniciativas futuras.

De maneira mais abrangente, o que se pode concluir é que a fotogrametria terrestre como

método de levantamento cadastral é instrumento de inegável utilidade nas ações de

documentação de edificações ― notadamente para fins de restauro e no cadastro de

fachadas ― por permitir facilidade e rapidez de levantamento e elevados níveis de precisão

e fidedignidade nas representações gráficas e demais produtos resultantes.

Primeiramente, é importante chamar atenção para a extrema dependência entre a precisão

do modelo gerado e a marcação dos pontos homólogos nas fotografias. Portanto, em

relação a isto, são fundamentais alguns cuidados, já na etapa de aquisição dos dados:

fotografias da mais alta resolução possível (1), em maior número que as três mínimas

recomendadas (2), tomadas dos mais variados pontos de vista (3) e se utilizando das

marcas de sinalização (4).

Assim, quando do processamento dos dados do levantamento, será possível a marcação

dos pontos também o mais precisamente possível (5). É também aconselhável que, antes

disto, se execute a calibração completa da câmera utilizada (6), uma vez que a calibração

simplificada mostrou-se inútil.

Apesar de tais observações se pretenderem úteis no enfrentamento das dificuldades

encontradas ao longo do processo aqui relatado, parece inevitável a necessidade de uma

interpretação gráfica (7) ― baseada na geometria projetiva ― quando da vetorização dos

produtos gerados pelo programa. Por menor que seja a necessidade de se executar tal

interpretação, o domínio de tais parâmetros, bem como um profundo conhecimento da

realidade fotografada, são fundamentais.

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Além das observações referidas nesta seção, parece bastante razoável que se procure

utilizar todos os já referidos recursos possíveis para se obter os máximos níveis de precisão

dos produtos gerados, consolidando definitivamente, assim, a fotogrametria digital como

ferramenta de grande valia nas ações de documentação arquitetônica em prol da

preservação do patrimônio material

REFERÊNCIAS

AMORIM, Arivaldo Leão de. Projeto de documentação arquitetônica. Notas de aula (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2008.

BAHIA. Secretaria de Cultura e Turismo. Instituto do Patrimônio Artístico e Cultural (Bahia). Inventário de proteção do acervo cultural da Bahia: monumentos e sítios das mesorregiões Nordeste, Vale Sanfranciscano e Extremo Oeste baianos. Salvador: STC, 1999.

GROETELAARS, Natalie Johanna. Um estudo da fotogrametria digital na documentação de formas arquitetônicas e urbanas. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo). Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal da Bahia, 2004.

JUAZEIRO. Lei nº. 1.667, de 3 de junho de 2002. Dispõe sobre a integração ao patrimônio histórico do município de Juazeiro dos imóveis constantes do Anexo à presente Lei.

______. Secretaria de Infra-estrutura e Habitação. Estação Antiga – Museu Ferroviário. 2002. Pranchas técnicas, sem escala, 210 mm x 297 mm.

______. Síntese do processo de preservação do patrimônio cultural de Juazeiro (BA). In: ENCONTRO NACIONAL DE ARQUITETOS SOBRE PRESERVAÇÃO DO PATRIMÔNIO EDIFICADO, 3., 2008, Salvador. Anais... Salvador: IAB-BA, 2008.

LOPES, Sérgio Marcelino da Motta. Juazeiro da Bahia... entre o rio e a história: delimitação, inventariação e requalificação de áreas de interesse histórico-arquitetônico em Juazeiro da Bahia. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 1999.

OLIVEIRA, Mário Mendonça de. A documentação como ferramenta de preservação da memória. Programa Monumenta, Cadernos Técnicos, n. 7. Brasília: IPHAN/Monumenta, 2008.

1 Com esta finalidade, ver Groetelaars (2004) e Oliveira (2008). 2 Segundo Groetelaars (2004, p. 83), o termo restituição fotogramétrica apresenta dois significados: “Pode representar tanto o processo de obtenção da representação gráfica ou numérica de um objeto a partir de fotografias devidamente orientadas, como o produto final deste processo (desenhos, modelos 3D, etc.)”. 3 Considerando os limites no quais se desenvolve este artigo, as etapas de aquisição e processamento de dados aqui descritas se concentrarão em apenas uma das fachadas do monumento, devendo-se considerar que, para as demais, foi executado exatamente o mesmo processo descrito. Na análise dos produtos obtidos e resultados alcançados, todas as quatro fachadas do monumento são consideradas. 4 Software da Eos Systems (http://www.photomodeler.com).

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5 Método de calibragem por foto única (tradução nossa). 6 Confirmação da distância focal utilizada, tamanho do sensor CCD da câmera digital e localização do ponto principal (GROETELAARS, 2004, p. 161). 7 As legendas indicativas das referências cromáticas foram suprimidas nas peças gráficas da figura. 8 As legendas indicativas das patologias mapeadas foram suprimidas nas peças gráficas da figura. 9 Para detalhes sobre os alvos de fachada, ver Groetelaars (2004, p. 198).