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Publicado em: 31/03/2011

Fotogrametria e laser 3D: unidos para imagens de grande precisão

Vilma Homero

Embora a fotogrametria de curta distância seja um processo antigo de uso de imagens para a documentação precisa de edificações, só recentemente foi empregada para documentar uma das construções históricas mais conhecidas do Centro do Rio de Janeiro, o Paço Imperial. A iniciativa, do pesquisador Gilson Dimenstein Koatz, é uma das várias com que o Laboratório de Análise Gráfica e Representação Digital (Laurd), do programa de pós-graduação em Urbanismo da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo (FAU) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) vem documentando os vários pontos daquela região da cidade. Como a fotogrametria tem um processamento demorado, os pesquisadores pretendem aliar a precisão e rapidez do método de varredura a laser 3D a imagens fotográficas de alta definição ou mesmo ao material já obtido com levantamentos fotogramétricos. Sobrepondo essas imagens, eles conseguem produzir resultados de grande precisão em menor tempo. "O resultado não só facilita a documentação de grandes edificações, como fornece aos especialistas dados técnicos precisos para o estudo do espaço público", explica Roberto Segre, pesquisador emérito da FAPERJ, ex-professor da Faculdade de Arquitetura de Havana, Cuba, radicado no país a convite da FAU/UFRJ, onde é professor titular e coordenador do Laurd.

Iniciado em 2007, com apoio de uma bolsa de fixação de doutor, da FAPERJ, o trabalho no Paço Imperial mostrou aspectos interessantes e até então desconhecidos. Os pesquisadores descobriram, por exemplo, que o prédio tem pequenas diferenças: na fachada que dá para a Praça XV, a distância da verga (a parte superior da moldura das janelas) da ponta esquerda é ligeiramente menor do que na extrema direita. "Sem novas pesquisas, não temos como saber ao certo o que houve. Uma hipótese é qie isso tenha acontecido numa das várias reformas por que o Paço passou ao longo da história", fala Koatz.

Embora não sejam visíveis a olho nu, a construção também apresenta desvios de prumo. Em outras palavras, em alguns pontos da fachada, há recuos que chegam a até 18cm, como acontece no terceiro pavimento da fachada da rua da Assembleia. "Isso pode ser resultado de argamassa com espessuras diferentes ou mesmo tijolos colocados fora do prumo", fala Koatz sobre uma das possibilidades. Outra curiosidade é que na fachada voltada para a rua Primeiro de Março, o lado direito da construção tem altura diferente da do lado esquerdo. Uma das hipóteses levantadas pelos arquitetos é de que possa ter havido recalque – ou seja, um afundamento – do terreno. Outra diferença encontrada mostra que as fachadas que dão para a rua Primeiro de Março e para a Praça XV não são paralelas, o que significa que o prédio não forma um quadrilátero perfeito, como se poderia supor. "Essa é mais uma das características da construção", fala Koatz.

Divulgação / Laurd/UFRJ

A primeira imagem é resultado da técnica fotogramétrica, enquanto a segunda é fruto da varredura a laser em 3D. Sobrepostas, elas possibilitam fazer várias simulações em computador

A fotogrametria foi inventada na Alemanha do século XIX para, por meio de fotos múltiplas, se obter medidas de um objeto com a maior precisão possível. No caso do Paço Imperial, foram necessárias 335 fotografias das quatro faces do prédio. "Dessas, 50 foram necessárias para produzir as ortofotos – imagens ortogonais das fachadas, que resultaram no modelo tridimensional da edificação", explica Koatz.

"Utilizamos a tecnologia do laser 3D como forma de aliar à documentação da edificação o estudo do espaço em que está situada", diz Segre. Com isso, houve vários ganhos. "Embora tenhamos trabalhado com o equipamento apoiado no chão, temos a imagem do Paço, na Praça XV, visto do alto. E ainda podemos trabalhar as imagens em computador, verificar pequenos detalhes, estudar as relações com os prédios vizinhos, fazer todo tipo de simulações", entusiasma-se Segre. "Isso também significa poder recorrer a imagens antigas do mesmo local e visualizar as modificações ocorridas no decorrer do tempo. Como, por exemplo, ver em imagens atuais, reconstruídas em modelos digitais a partir de mapas e fotos de 1910, como era a paisagem de certa área do centro da cidade ainda com o Morro do Castelo.

"Na imagem do modelo que descreve a área em 1910, vemos o morro e as construções da época. Mas com o trabalho do professor e pesquisador Naylor Barbosa Vilas Boas, também do Laurd, se pôde reconstituir e acompanhar visualmente a evolução da malha urbana", fala Segre. O mesmo pode ser feito também com a região do porto e o elevado da Perimetral, alvo de planos de intervenção que preveem a derrubada de parte do viaduto e está sendo objeto de grande polêmica.

Divulgação Laurd/UFRJ

À esquerda, a imagem do centro ainda com o morro do Castelo, em 1910.  À direita, se vê a mesma região, em 2000, com as edificações da área

"Tanto quanto podemos visualizar e estudar as possibilidades pensadas no passado para a área da Esplanada do Castelo depois da derrubada do Morro – objeto da minha tese de doutorado – também podemos olhar para o futuro da cidade e fazer uma simulação mostrando como ficará aquela área sem o viaduto e oferecendo subsídios para essa discussão sem a necessidade de qualquer intervenção física, sem a retirada de um tijolo sequer", fala Naylor.

"Desenhos e levantamentos manuais inevitavelmente são passíveis de erros e resultados diferentes. A fotogrametria e o laser 3D são técnicas que precisam ser melhor exploradas", fala Koatz. "No mundo virtual 3D, problemas estruturais das edificações podem ser observados com precisão e esse é mais um motivo para que, cada vez mais, o arquiteto se familiarize com elas. Para isso, o Laurd está usando esses e outros recursos em vários projetos de mapeamento da cidade. Estão em andamento o estudo da região do Saara, que começou a ser habitado como área residencial no século XIX antes de se tornar centro de comércio popular, e a Praça Mauá, que vem tendo feita a representação digital de diferentes épocas até o momento atual. "Agora, estamos começando a área da Lapa e do Morro de Santo Antonio. Queremos que, em nosso laboratório, todas essas ferramentas sejam usadas com continuidade e que esse tipo de trabalho seja modelo para outras pesquisas que se desenvolverão sobre o Centro do Rio de Janeiro", conclui Segre.