APUNTES DE FOTOGRAMETRIA Por José Ogando Montero INTRODUCCION. Actualmente, cualquier cartografía, así como los levantamientos topográficos de cierta magnitud, se realiza con técnicas de fotogrametría, a partir de fotografías aéreas. Si bien el concepto está implícitamente ligado a la producción de cartografía, comprende un ámbito de aplicación más amplio y se puede dividir en numerosas ramas que abarcan desde la Fotointerpretación asta la !eledetección. Seg"n #orceval, la fotogrametría se define como la técnica cuyo ob$eto es estudiar y definir con precisión la forma, dimensiones y posición en el espacio de un ob$eto cualquiera, utilizando esencialmente medidas ecas sobre una o varias fotografías aéreas de ese ob$eto. %na definición más actualizada que nos da la Sociedad Americana de Fotogrametría y !eledetección &AS'(S) es el arte, ciencia y tecnología para obtención de medidas fiables de ob$etos físicos y su entorno, a través de grabación, medida e interpretación de imágenes y patrones de energía electromagnética radiante y otros fenómenos. *sta "ltima definición es más amplia, abarcando técnicas modernas y eliminando casi las diferencias e+istentes entre la Fotogrametría y !eledetección. !eledetección. e estas definiciones podemos destacar dos aspectos de importancia- la necesidad de disponer de unas imágenes fotográficas, y su carácter cuantitativo que ará preciso el conoci con ocimie miento nto de las carac caracter teríst ística icass geomé geométric tricas as de las misma mismass para para su poste posterior rior reconstrucción. *n cualquier caso podemos decir, que la Fotogrametría es la ciencia que nos permite, a partir de fotografías, sean aéreas o terrestres, obtener las medidas del ob$eto fotografiado. a palabra fotogrametría se deriva etimológicamente de las siguientes palabras griegas/photos0 que significas luz, / gramma0 que significa lo que está dibu$ando o escrito y /metrn0 que significa medir. *s decir, que el significado original, derivado de las raíces griegas sería entonces1 medir gráficamente por medio de la luz o simplemente el concepto de fotogrametría es- /medir sobre fotos0 a fotogrametría se basa en lo que se conoce como visión estereoscópica artificial, que no es más que una simulación del proceso que realiza naturalmente el o$o umano, permitiendo la perspectiva de la tercera dimensión. a cual está fundamentada en el e+amen de dos perspectivas de un mismo ob$eto, tomadas desde dos puntos distintos convenientemente convenientemente colocados.
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UNIDAD No. ! DESARRO""O #ISTORICO DE "A FOTOGRAMETRIA. FOTOGRAMETRI A. a fotogr fotograme ametrí tríaa es una discip disciplin linaa result resultado ado de la con conver verge genc ncia ia de la óptica óptica,, la fotografía fotografía,, las matemática matemáticass &especial &especialment mentee la geometría geometría proyectiv proyectiva), a), para realizar realizar levantamientos de carácter cartográfico principalmente. 'or ello podemos iniciar sus raíces en la óptica, la primera de estas ciencias que tuvo un desarrollo práctico y cuyo apor aporte te es fund fundam amen enta tal, l, tant tantoo en la capt captur uraa de imág imágen enes es com como su post poster erio ior r reconstrucción. *n ese sentido, la primera noticia que se tiene de la proyección óptica de imágenes, es el descubrimiento eco por Aristóteles acia el a3o 456 antes de 7risto. *n este caso el e+perimento consistía en ver como aumentaba o disminuía la imagen del sol, que atravesaba un orificio peque3o y era proyectada sobre una pantalla móvil. *n el a3o 2566 de nuestra era, eonardo de 8inci, realiza los primeros traba$os con la cámara oscura, la cual consistía en una abitación cuya "nica fuente de luz era un min"sculo orificio en una de las paredes. a luz penetraba en ella por aquel orificio, proyectaba una imagen del e+terior en la parte opuesta. Aunque la imagen así formada resultaba invertida y borrosa, los artistas utilizaron esta técnica, muco antes de que se inventase la película, para esbozar escenas proyectadas en la cámara. e ello se creó el nombre de /cámara0 que deriva de camera, que en latín significa /abitación0 o /cámara0. 'orque en latín un cuarto oscuro se llama /cámara oscura0. a cámara más simple es una ca$a que tiene un agu$ero peque3o. *n el siglo 98: se descubrió que se podía me$orar la fuerza luminosa de la imagen, colocando un lente en el agu$ero. !ambién, se observó que cuando se coloca un diafragma en el iris del lente, se obtiene una imagen más nítida, es decir, cuando no se de$an penetrar los rayos que están más cerca del borde del lente, y solo se de$an pasar los rayos cercanos al e$e del mismo. uego, se comenzó a utilizar la cámara como un instrumento para el dibu$o. a imagen se proyectaba sobre un papel y los detalles se podían trazar fácilmente con un lápiz de carbón de le3a. Sin embargo, todavía las cámaras eran demasiado grandes, los artistas traba$aban dentro de ellas y eso no era práctico. 7on el transcurso de los siglos la cámara oscura evolucionó y se convirtió en una peque3a ca$a mane$able y a fines del siglo siglo 98:: 98:: aparec aparecier ieron on mucas mucas cámara cámarass manua manuales les difere diferente ntes, s, y en esta esta épo época ca se sustituyó por vidrio esmerilado el papel que se utilizaba para reproducir la imagen. 'aralelamente a estos avances de la óptica, se desarrollaron métodos matemáticos para realizar el alzado de ob$etos utilizando perspectivas. Así en 2;<=, M. A. CAPE""ER produce un mapa del >onte 'ilatus, basándose en dibu$os en perspectivas. uego en 2;5? 2;5?,, J. #. "AM$ERT, desarrolló en su obra perspectiva libre, el procedimiento matemático para la transformación de una perspectiva. *n 2;<;, J. #. CC#U"%E , determina la sensibilidad de las sales de plata a la luz. uego, uego, en 2@2? JO#N #ERSC#E" descubre el iposulfito de sodio, que fi$ará la imagen. e esa forma es que JOSEP# NIEPCE 2@2=, obtuvo las primeras imágenes fotográficas, aunque la fotografía más antigua que se conserva es una imagen obtenida por él en 2@<=, con con la utilización de una cámara oscura oscura y un procedimiento procedimiento fotoquímico. N&ep'e bautiza su invento con el nombre de eliograbado . pero no es asta el a3o 2@42 cuando el francés "o(&s Ja')(es Dag(erre realizó fotografías en plancas recubiertas <
UNIDAD No. ! DESARRO""O #ISTORICO DE "A FOTOGRAMETRIA. FOTOGRAMETRI A. a fotogr fotograme ametrí tríaa es una discip disciplin linaa result resultado ado de la con conver verge genc ncia ia de la óptica óptica,, la fotografía fotografía,, las matemática matemáticass &especial &especialment mentee la geometría geometría proyectiv proyectiva), a), para realizar realizar levantamientos de carácter cartográfico principalmente. 'or ello podemos iniciar sus raíces en la óptica, la primera de estas ciencias que tuvo un desarrollo práctico y cuyo apor aporte te es fund fundam amen enta tal, l, tant tantoo en la capt captur uraa de imág imágen enes es com como su post poster erio ior r reconstrucción. *n ese sentido, la primera noticia que se tiene de la proyección óptica de imágenes, es el descubrimiento eco por Aristóteles acia el a3o 456 antes de 7risto. *n este caso el e+perimento consistía en ver como aumentaba o disminuía la imagen del sol, que atravesaba un orificio peque3o y era proyectada sobre una pantalla móvil. *n el a3o 2566 de nuestra era, eonardo de 8inci, realiza los primeros traba$os con la cámara oscura, la cual consistía en una abitación cuya "nica fuente de luz era un min"sculo orificio en una de las paredes. a luz penetraba en ella por aquel orificio, proyectaba una imagen del e+terior en la parte opuesta. Aunque la imagen así formada resultaba invertida y borrosa, los artistas utilizaron esta técnica, muco antes de que se inventase la película, para esbozar escenas proyectadas en la cámara. e ello se creó el nombre de /cámara0 que deriva de camera, que en latín significa /abitación0 o /cámara0. 'orque en latín un cuarto oscuro se llama /cámara oscura0. a cámara más simple es una ca$a que tiene un agu$ero peque3o. *n el siglo 98: se descubrió que se podía me$orar la fuerza luminosa de la imagen, colocando un lente en el agu$ero. !ambién, se observó que cuando se coloca un diafragma en el iris del lente, se obtiene una imagen más nítida, es decir, cuando no se de$an penetrar los rayos que están más cerca del borde del lente, y solo se de$an pasar los rayos cercanos al e$e del mismo. uego, se comenzó a utilizar la cámara como un instrumento para el dibu$o. a imagen se proyectaba sobre un papel y los detalles se podían trazar fácilmente con un lápiz de carbón de le3a. Sin embargo, todavía las cámaras eran demasiado grandes, los artistas traba$aban dentro de ellas y eso no era práctico. 7on el transcurso de los siglos la cámara oscura evolucionó y se convirtió en una peque3a ca$a mane$able y a fines del siglo siglo 98:: 98:: aparec aparecier ieron on mucas mucas cámara cámarass manua manuales les difere diferente ntes, s, y en esta esta épo época ca se sustituyó por vidrio esmerilado el papel que se utilizaba para reproducir la imagen. 'aralelamente a estos avances de la óptica, se desarrollaron métodos matemáticos para realizar el alzado de ob$etos utilizando perspectivas. Así en 2;<=, M. A. CAPE""ER produce un mapa del >onte 'ilatus, basándose en dibu$os en perspectivas. uego en 2;5? 2;5?,, J. #. "AM$ERT, desarrolló en su obra perspectiva libre, el procedimiento matemático para la transformación de una perspectiva. *n 2;<;, J. #. CC#U"%E , determina la sensibilidad de las sales de plata a la luz. uego, uego, en 2@2? JO#N #ERSC#E" descubre el iposulfito de sodio, que fi$ará la imagen. e esa forma es que JOSEP# NIEPCE 2@2=, obtuvo las primeras imágenes fotográficas, aunque la fotografía más antigua que se conserva es una imagen obtenida por él en 2@<=, con con la utilización de una cámara oscura oscura y un procedimiento procedimiento fotoquímico. N&ep'e bautiza su invento con el nombre de eliograbado . pero no es asta el a3o 2@42 cuando el francés "o(&s Ja')(es Dag(erre realizó fotografías en plancas recubiertas <
con una capa sensible a la luz de yoduro de plata. espués de e+poner la planca durante durante varios varios minutos. minutos. aguerre empleó vapores de mercurio mercurio para revelar revelar la imagen imagen foto fotogr gráf áfic icaa posi positi tiva va.. *sta *stass foto fotoss no eran eran perm perman anen ente tess porq porque ue las las plan planc cas as se ennegr enn egrecí ecían an gradua gradualme lmente nte y la imagen imagen acaba acababa ba desapa desaparec recien iendo. do. *n las primera primerass fotografías permanentes conseguidas por aguerre, la planca de revelado se recubría con una disolución concentrada de sal com"n. *ste proceso de fi$ado, descubierto por el inventor británico *&++&am Fo, Ta+-ot, acía que las partículas no e+puestas de yoduro de plata resultaran insensibles a la luz, con lo que se evitaba el ennegrecimiento total de la planca. 7on el método de aguerre se obtenía una imagen "nica en la planca de plata por cada e+posición. e+posición. >ientr >ientras as ag aguer uerre re perfec perfeccio cionab nabaa su sistem sistema, a, !albot lbot desar desarrol rolló ló un proce procedim dimien iento to fotográfico que consistía en utilizar un papel negativo a partir del cual podía obtener un n"mero ilimitado de copias. !albot descubrió que el papel recubierto con yoduro de plata resultaba más sensible a la luz si antes de su e+posición se sumergía en una disolución de nitrato de plata y ácido gálico, disolución que podía ser utilizada también para el revelado de papel después de la e+posición. %na vez finalizado el revelado, la imagen negativa se sumergía en tiosulfato sódico o iposulfito sódico para acerla permanente. *l método de !albot, !albot, llamado calotipo, requería e+posiciones de unos 46 segundos para conseguir una imagen adecuada en el negativo. !anto aguerre como !albot !albot icieron p"blicos sus métodos en 2@4?. *se mismo a3o on *illiam Berscel da el nombre de C fotografías C a las imágenes fi$as. 'osteriormente en el a3o 2@56, AIME "AUSSEDAT, oficial del campo de ingenieros de la Armada Francesa, demuestra con é+ito, después de largos a3os de investigación, que la fotografía puede ser empleada en la elabor elaboraci ación ón de mapas mapas topogr topográfi áficos cos,, además además,, dise3ó dise3ó e izo izo con constr struir uir el primer primer fototeodolito, a esa técnica le dio el nombre de metrootogra&a. A "AUSSEDAT/ por sus investigaciones a sido considerado el padre de la fotogrametría. 'osteriormente, ME0DEN$AUER/ de Alemania en 2@5?, realizó un levantamiento de obras arquitectónicas por medio de la intersección fotogramétrica, a partir de dos fotografía fotografíass del mismo mismo ob$eto, ob$eto, tomadas tomadas desde ángu ángulos los diferentes diferentes.. ME0DEN$AUER/ fue el primero en utilizar la palabra fotogrametría en sus publicaciones. publicaciones. *n 2@?6, un capitán capitán de la Armada Armada Austriaca Austriaca,, SC#EIMPT"UNG/ fue el primero en fotografiar el terreno desde el aire, empleando una cámara multilente &oco lentes) montado en la canasta de un globo. *n 2?62, PU"FRIC# inventa el estereocomparador, resolviendo la identificación de puntos omólogos, mediante la utilización de la visión estereoscópica. estereoscópica. A raíz de este descubrimiento 1ON ORE", construye el primer aparato de restitución, r estitución, que permitía el trazado de curvas de nivel continuas. !odos !odos los traba$os realizados anteriormente fueron aplicados a la fotogrametría terrestre, pero con la aparición de los aviones, en 2?6? se realizan las primeras pri meras fotografías aéreas desde avión, produciéndose su desarrollo a partir de 2?<6. a fotogrametría aérea es más comple$a que la terrestre, ya que no se sabe ni la posición ni orientación de la cámara en el momento del disparo. *l primero en resolver el 4
problema de la orientación de la cámara fue 8an Druber en 2?
"A FOTOGRAMETRIA EN REPU$"ICA DOMINICANA. *l comienzo de la fotogrametría en nuestro país se inicia de manera formal, con la fundación del :nstituto Deográfico >ilitar en el a3o 2?E@, con la facultad de ser el depositario de estatal de todos los negativos de las fotografías aéreas que se toman en el territorio dominicano. riginalmente se llamó :nstituto 7artográfico >ilitar, que fue una fusión del :nstituto >ilitar y la 7omisión de ímites Deográficos. uego, en 2?=6 pasa a ser una dependencia de la %niversidad Autónoma de Santo omingo &%AS), con el nombre de :nstituto 7artográfico %niversitario, como "nico organismo oficial con atribuciones de confeccionar los mapas topográficos, coordinar y dirigir los traba$os geodésicos, cartográficos y fotogramétricos en todo el ámbito nacional. *l tres de abril de 2?;6, mediante resolución del 7onse$o %niversitario, se cambia el nombre al :nstituto 7artográfico %niversitario por el de :nstituto Deográfico %niversitario &:D%). *l primer vuelo a nivel nacional, para la obtención de fotografías aéreas a escala 2 : =6,666, se realizó en 2?E@. Asimismo, durante el periodo 2?5@ 1 2?=6, se efectuó el segundo vuelo a nivel nacional &:>15@), en el que se obtuvieron fotografías aéreas a la misma escala del periodo anteriorG que sirvieron de base para la elaboración de mapas topográficos a escala 2 : 56,666, los cuales cubren toda la geografía nacional. *stas imágenes fotográficas, se utilizaron además, en diferentes proyectos de evaluación de los recursos naturales, tales como: geología, foresta, uso actual de la tierra, suelos, entre otros. tro proyecto de vuelo para la toma de fotografías aéreas, se realizó durante el periodo 2?==12?=@, el cual se conoce como (A1== y (#1=;, el cual fue a escala 2 : <6,666. *n 2?@4 y 2?@E, se obtuvieron fotografías aéreas a escala 2 : E6,666, de todo el territorio nacional a través del proyecto >A(*HA. *l "ltimo vuelo a nivel nacional lo realizó el :nstituto Hacional de (ecursos Bidráulicos &:H(B:), en el cual se tomaron fotografías aéreas a escala 2 : <6,666, a colores y en formato digital. Se an realizado otros proyectos vuelo, para la obtención de imágenes fotográficas, en áreas específicas o regionales para distintos fines, entre los cuales citamos los siguientes: E
Proyecto D R- C , este cubre el área metropolitana de Santo Domingo y zonas adyacentes a escala 1: 10,000. Proyecto D R- G , comprende la ciudad de Santo Domingo, a escala 1: 25,000. Proyecto D R- H, abarca el área urbana y suburbana de la ciudad de Santiago, a escala 1: 25,000. Proyecto D R- I, este cubre el área de influencia del royecto de !iego "a#ue del $orte %!"$& y fue a escala es 1: 10,000.
Pro2e'to D R3 4 , comprende el área del 'royecto AD:' en Hagua y la escala es 1: 10,000. Proyecto D R- ', este cubre el área de influencia del royecto de !iego Sabaneta en San (uan de la >aguana y la escala original es a 1: 10,000.
Pro2e'to D R3 M , comprende el área entre #oca 7ica y San 'edro de >acorís, a escala 1: 10,000. tro proyecto de vuelo a nivel local, es el que corresponde al área de influencia de la presa de Sabana Iegua, el cual abarca el área plana comprendida entre Azua y el 8alle de Heyba, estas fueron a color y en blanco y negro a escala 1: 10,000.
ETAPAS DE "A FOTOGRAMETRIA. Seg"n &Jonnecny 2?@2) en el desarrollo y evolución de la fotogrametría pueden distinguirse cuatro etapas2. Metrootogra5a- de2@56 asta apro+imadamente 2?66. Se inicia con la invención de la fotografía por . Hiepce y . aguerre en 2@4? en Francia. *l término metrofotografia fue acu3ado por el oficial de la armada francesa Aime aussedat a quien se le considera el padre de la fotogrametría. *s la parte de la fotogrametría que trata de los aspectos geométricos de la fotografía, sin considerar los principios de la orientación estereoscópica, para obtener valores apro+imados de alturas y formas. *sta parte ace uso de procedimientos simples, ense3ados en cursos básicos, como son el cálculo de escalas en fotografías verticales y oblicuas, determinación de coordenadas fotográficas, triangulación radial, desplazamiento por relieve y cálculo de parala$e. <. "a otogrametr5a ana+g&'a- comprende el período desde 2?66 a 2?=6, ciclo que se inicia con dos inventos- la estereoscopia como principio de la estereofotogrametría, y la introducción de plataformas adecuadas para la ubicación de sensores &Kepelin en 2?66 y el aeroplano de motor en 2?64). *sta etapa está basada en aparatos de restitución y es la responsable de la realización de la mayoría de la cartografía mundial. *n ella, un par de fotografías es colocado en un aparato restituidor de tipo óptico mecánico. *l operador realiza de forma manual la orientación interior y e+terior para crear el modelo 5
estereoscópico, debidamente escalado y nivelado. *l levantamiento de la información planimétrica y altimétrica se realiza también en forma manual, mediante el seguimiento con la marca flotante parada sobre los detalles de la superficie del modelo. *sta información es ploteada sobre la mesa trazadora, relacionada con el modelo mecánico o eléctrico. 4. Fotogrametr5a ana+5t&'a6 de 2?=6 a 2?@6, se inicia con la aparición del ordenador en 2?E2, que resultó esencial para la aplicación de teorías verificadas por FinsterLaller en Alemania en 2?@?. *s decir, que esta etapa emerge como el desarrollo natural de la interrelación entre los aparatos restituidores análogos y el surgimiento de la computación. *n ella, la toma de información es análoga y el modelado geométrico es matemático. >ediante, el uso de un monocomparador o de un estereocomparador integrado en el restituidor, se miden las coordenadas +, y de los puntos pertinentes de las fotografías, coordenadas que son procesadas por los programas del computador del sistema. *ste realiza el proceso de orientación interior y e+terior en forma analítica y procesa el levantamiento de la información del modelo que realiza el operador, para llevarla a su correcta posición ortogonal y finalmente almacenada en una base de datos tipo 7A. E. Fotogrametr5a d&g&ta+6 desde 2?@6 asta nuestros días, este cuarto ciclo fue precedido por el lanzamiento del primer satélite artificial, el SputniM por la %. (.S.S., y el uso del satélite ansat de *.*.%.%. Surge como consecuencia del gran desarrollo de la computación, que permitió realizar todos los procesos fotogramétrico, mediante el uso de computadores. 7on la fotogrametría digital crecen las posibilidades de e+plotación de imágenes, a la vez que se simplifican las tecnologías, permitiendo con ello la generación automática de modelos de elevación del terreno, ortoimagenes y estereoimagenes, generación y visualización de modelos tridimensionales, etc. 'ara llevar a cabo la restitución, las imágenes digitales son ingresadas en el computador y mediante visualización en pantalla de las mismas, el operador ingresa los puntos necesarios para realizar el proceso de orientación en forma matemática. a restitución puede ser un proceso interactivo con el operador o ser realizada de manera automática por correlación de imágenes. a salida en la fotogrametría digital puede ser en formato raster o vectorial.
C"ASIFICACION DE "A FOTOGRAMETRIA . A lo largo de la e+istencia de esta disciplina, se fueron desarrollando métodos que se adaptaban en forma óptima a los campos de aplicación en los que se les requería. *sto tra$o a su vez como consecuencia, la creación de equipos específicos capaces de llevar a cabo la realización de estas técnicas especializadas. Agrupando estas técnicas y equipos en torno a sus campos de aplicación, se obtienen los siguientes grupos dentro de la fotogrametría. •
Fotogrametría Aérea.
•
Fotogrametría !errestre.
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Fotogrametría *spacial. =
•
Fotogrametría de ob$etos cercanos o no topográfica.
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Fotogrametría igital.
•
Fotointerpretación y sensores remotos.
Fotogrametr5a Aérea . *s la que utiliza vistas aéreas del terreno, tomadas con cámaras métricas, montadas en un avión. *ste eco implica que su e$e óptico casi siempre es vertical, y que su posición en el espacio no está determinada. Deneralmente, las cámaras usadas son de formato <4 N <4 cm, ya que son las más apropiadas para los traba$os cartográficos a los cuales está destinada. Actualmente cobra importancia la fotografía aérea de peque3o formato, debido a sus venta$as de accesibilidad económica. Fotogrametr5a Terrestre. a fotogrametría terrestre es la parte de la fotogrametría, que utiliza fotografías tomadas desde una posición fi$a y usualmente conocida desde el terrenoG debido a esto, la posición y los elementos de orientación e+terna de la cámara son conocidos de antemano. Si bien fue la primera aplicación práctica de la fotogrametría, actualmente se usa principalmente en labores de apoyo a la arquitectura, arqueología, ingeniería estructural y en levantamientos topográficos de terrenos muy escarpados. Algunos autores ubican a los usos de la fotogrametría en arquitectura y arqueología en la división de ob$etos cercanosG sin embargo, cuando los ob$etos a levantar se vinculan con su posición sobre el terreno, se realiza una actividad de carácter topográficoG por ello, pueden ser ubicadas en esta división. Fotogrametr5a Espa'&a+. Abarca los aspectos de imágenes obtenidas con cámaras o sensores remotos aerotransportados en satélites, es decir, colocadas fuera de la superficie terrestre, contenidas en satélites, la luna u otro planeta. Basta aora este tipo de datos an sido utilizados en teledetección para clasificaciones y análisisG se emplean en fotogrametría digital debido a la buena resolución espacial que ofrecen. Estereootogrametr5a se refiere al análisis de pares de fotografías que cubren una zona com"n para analizar interpretaciones y medidas en visión estereoscópica, es decir, que por medio de instrumentos sencillos o por reconstrucción análoga de los aces de rayos perspectivos que formaron la fotografía se puede obtener visión tridimensional del terreno. Fotogrametr5a de o-7etos 'er'anos o no topogr8&'a. *n forma general, agrupa aquellas aplicaciones que no tienen carácter geodésico o topográfico. Se aplica para resolver problemas singulares, muy específicos. 'or ello se puede decir que son soluciones a la medida del problema a resolver. *sta división es la que abarca la mayor amplitud de técnicas para la toma de fotografías y su posterior restitución. 7omprende sus aplicaciones en ciencia, balística, policía, tráfico u otros. Fotogrametr5a D&g&ta+ . 7onsiste en la generación de productos fotogramétricos a partir de imágenes digitales, mediante técnicas manuales o automáticas. *n fotogrametría digital podemos obtener las imágenes digitales básicamente por dos caminos : a) Forma d&re'ta : a partir de sensores digitales o sensores análogos con conversor analógicoOdigital. ;
Aplicaciones. •
•
Ho topográfico &cámaras &cámaras de video, cámaras cámaras digitales). !eledetección &imágenes obtenidas desde satélites).
b) Forma &nd&re'ta : a través de la digitalización de imágenes mediante un *scáner Fotogramétrico.
Sensore Sensoress Remotos. Remotos. Son instrumentos que captan a través de dispositivos especiales, caract caracterí erísti stica cass física físicass de los ob$et ob$etos, os, a distan distancia cia,, median mediante te ond ondas as de longit longitude udess diferentes a la de la luz. *+isten mucos tipos de sensores y por tanto mucos criterios a la ora de clasificarlos. Seg"n la fuente de emisión energética se clasifican en : a) Sensores pas&9os . *stos son capaces de de captar la energía refle$ada o emitida por la superficie de observación. entro de este grupo se integran los sensores fotográficos, ópticos1electrónicos, de antena.
-: Sens Sensor ores es a't a't&9 &9os os.. Son los que disponen de su propia fuente de emisión energética y el sistema de captura es "nicamente las longitudes de onda en el mismo rango que el sistema emisor &e$emplo : sistemas de radar y láser&. IMPORTANCIA DE "A FOTOGRAMETRIA. a primera utilización de la fotogrametría consistió en la realización de mapas y planos topográfic topográficos. os. e eco, eco, los mapas mapas base de la cartografí cartografíaa de cualquier cualquier país, son obtenidos mediante ella. Actualmente, además de la realización de estos mapas base, se realizan mucos otros tipos de mapas de carácter especial, los cuales pueden presentar gran variedad de escalas, y se utilizan en el proyecto y dise3o de obras tales como autopistas, carreteras, vías de ferrocarril, puentes, tuberías, oleoductos, gasoductos, líneas de transmisión, presas idroeléctricas, estudios urbanos, etc. Además de estos mapas, orientados principalmente al desarrollo de obras de ingeniería civil, podemos mencionar mapas realizados para uso catast catastral ral,, mapas mapas geo geológ lógico icos, s, mapas mapas de suelos suelos,, mapas mapas forest forestale ales, s, etc. etc. en entro tro de las disciplinas que se benefician de la fotogrametría no topográfica podemos mencionar a la arquitectura, en el levantamiento de monumentos y de sitiosG la arqueología, en aplicaciones similares a las usadas en arquitecturaG la bioestereometría, en el estudio de formas de seres vivosG la construcción naval, la automotriz y la de maquinaria pesada acen también uso de esta disciplina. %na importante cantidad de la información cartográfica producida mediante el empleo de la fotogrametría, es utilizada como referencia espacial en bases de datos digitales. *stos, se integran con otros datos obtenidos por diferentes medios, generalmente de carácter cualitativo y descriptivo para conformar sistemas de información geográfica &S:D).
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UNIDAD No. ; CAMARAS AEREAS a cámara fotogramétrica, llamada también cámara métrica, es una cámara fotográfica cuyos elementos de orientación interior son conocidos y cuya calidad geométrica es tal, que se puede considerar como una proyección central ideal. 7omo consecuencia de esta calidad geométrica, este tipo de cámaras debe tener foco fi$o, ya que cualquier variación en el enfo enfoqu quee arí aríaa vari variar ar el ángu ángulo lo de aper apertu tura ra.. as as cámara cámarass métric métricas as son dise3 dise3ada adass espec especial ialmen mente te para para tomar tomar fotogr fotografí afías as desde desde avione aviones, s, globos globos,, elicó elicópte pteros ros o desde desde veículos especiales. (ealizan las mismas funciones que una cámara terrestre pero sus requisitos requisitos son diferentes. diferentes. a cámara cámara terres terrestre tre perman permanec ecee estac estacion ionari ariaa durant durantee el momento de e+posición y el ob$eto fotografiado en general es fi$o. *l tiempo de e+posición puede ser relativamente alto, lo cual permite el empleo de emulsiones lentas de grano fino. Solo en el caso de fotografiar ob$etos en movimiento, por e$emplo veículos o modelos idráulicos, requieren tiempos cortos de e+posición.
as cámaras métricas métricas se mueven durante la e+posición, e+posición, por lo que requieren requieren tiempos de e+posición cortos, con obturadores de gran eficiencia y emulsiones de alta velocidad. 7omo estas fotografías son tomadas en rápida sucesión, el intervalo mínimo entre e+posiciones debe ser peque3o y los almacenes deben tener gran capacidad a fin de reducir el n"mero de veces en que se debe recargar la cámara de vuelo. a cámara métrica es un instrumento que recoge información básica, necesaria para todo el proceso posterior de fotogrametría y fotointerpretación. a imagen obtenida debe ser de optima calidad tanto cuantitativa como cualitativamente. Si se considera que un sensor es un instrumento que recoge información de un ob$eto sin estar en contacto directo con él, las cámaras pueden ser consideradas como sensores remotos. !raba$an con emulsiones sensibles a las longitudes de onda comprendidas entre 6.E5 y 2.46 micrones &ultravioleta P infrarro$a). as cámaras métricas son también sensores pasivos ya que no emiten su propia fuente f uente de iluminación sino que recogen las radiaciones solares refle$adas por el terreno.
C"ASIFICACION C"ASIFICACION DE "AS CAMARAS METRICAS. a clasifi clasifica cació ciónn de cámara cámarass métric métricas as pue puede de ser eca eca toman tomando do como como criter criterio io de clasificación diferentes elementosG sin embargo, las clasificaciones logradas no son e+clusivas y algunas resultan ser simplemente subdivisiones de otras más generales. os criterios empleados para clasificar las cámaras métricas sona) 7lasificac 7lasificación ión de cámara cámarass en función función de de su tipo tipo o formato. formato. b) 7lasificación de cámaras cámaras de formato en función del campo campo angular del del ob$eto. c) 7lasificac 7lasificación ión de de cámara cámarass en función función del del uso. uso. d) 7lasificac 7lasificación ión de cámaras cámaras en función función de la inclinac inclinación ión del e$e óptico. óptico. e) 7lasificac 7lasificación ión del del material material base base empleado empleado en la fotogra fotografía. fía.
!. C+as&&'a' C+as&&'a'&n &n de +as +as '8maras '8maras en (n'&n (n'&n de de s( t&po t&po o ormato. ormato. a: C8ma C8mara rass 'on or ormato mato son aquellas en que un cierto recuadro o formato, generalmente de forma rectangular &2@ cm + 2< cm) o cuadrada &46 cm + 46 cm), &<4 cm + <4 cm) o 2@ cm + 2@ cm), limita la imagen e+puesta a través del ?
ob$etivo. a e+posición es controlada por el tiempo y la abertura de diafragma y desde el punto de vista práctico puede considerarse instantánea. instantánea.
-: C8ma C8mara rass s&n s&n orma ormato to son aquellas en que la imagen se registra en forma de continua sobre una fa$a, por integración de rectángulos transversales angostos. angostos. A este grupo pertenecen las cámaras panorámicas y las continuas. *n las cámaras panorámicas el terreno es barrido de lada a lado en dirección perpendicular a la línea de vuelo. *l mecanismo dise3ado para acer el barrido puede estar constituido por una lente o un espe$o giratorio. a cobertura lateral es muy amplia y la resolución es buena. Al mismo tiempo que la lente o espe$o gira alrededor de un e$e que pasa por el plano nodal anterior del ob$etivo, la película se desplaza desplaza sobre el el plano focal correspondiente. correspondiente. *n las las cáma cámara rass cont contin inua uass la imag imagen en de una una fa$a fa$a de terr terren enoo se prod produc ucee e+pon +ponie ienndo a tra través vés de un orif orific icio io fi$o fi$o,, una pelí pelíccula que se mueve ueve constantemente a una velocidad sincronizada con la velocidad aparente del terreno, producida por el movimiento del avión. a duración de la e+posición depende de la velocidad del movimiento de la película y el anco del orificio. *ste es en general muy peque3o, produciendo la imagen de una angosta fa$a de terreno. *l movimiento del avión produce, por integración de un gran n"mero de fa$as elementales, la imagen de una fa$a continua. ;. C+as&& C+as&&'a' 'a'&n &n de +as '8mar '8maras as 'on ormato ormato en (n'&n (n'&n de+ 'ampo ang(+a ang(+arr de+ o-7et&9o. entro de esta clasificación se pueden dividir las cámaras ena) 7ámar 7ámaras as norma normales les cuando cuando el el campo campo angu angular lar es es menor menor de de ;5 . ⁰
b) 7ámaras gran angulares cuando el campo angular está comprendido entre ;5 y 266 266 &apr &apro+ o+im imad adam amen ente te ?6 ). ⁰
⁰
⁰
c) 7áma 7ámara rass supe superr gran gran angu angula lare ress para para camp campos os angula angulare ress de más de 266 266 &apro+ima &apro+imadame damente nte 2<6 ). ⁰
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⁰
<. C+as&&'a'&n en (n'&n de +a &n'+&na'&n de+ e7e de +a '8mara. e acuerdo a la inclinación del e$e de la cámara con respecto a la vertical, se pueden diferenciar tres tipos de cámarasa: C8maras para otogra5as 9ert&'a+es - %na fotografía aérea se dice que es vertical, cuando la inclinación del e$e óptico de la cámara con respecto a la vertical, es inferior a < o 4 en el momento de la e+posición. -: C8maras para otogra5as &n'+&nadas - las cámaras pertenecen a este grupo cuando el Angulo de inclinación del e$e óptico con respecto a la vertical, es mayor de 4 e inferior a ?6 . as fotografías inclinadas pueden a su vez ser divididas en dos grupos- fotografías inclinadas alta cuando aparece el orizonte en la imagen fotográfica y fotografías inclinadas ba$a, cuando no aparece el orizonte. ': C8maras para otogra5as terrestres6 es un tipo especial de cámara para la toma de fotografías orizontales, que se emplea en combinación con fototeodolitos. 'or lo general emplean placas y se montan en la misma base de un teodolito o por encima de este. a restitución de las fotografías obtenidas con cámaras métricas se ace con restituidores especiales para fotogrametría terrestre. ⁰
⁰
E. C+as&&'a'&n de +as '8maras en (n'&n de+ (so .
a: C8maras de re'ono'&m&ento son aquellas cuya finalidad es obtener imágenes para identificación de ob$etos, pero con las cuales no se realizan operaciones métricas, por no ser e+actamente conocidos los datos de calibración &punto principal y distancia principal). -: C8maras métr&'as a diferencia de las anteriores, su principal ob$etivo es obtener imágenes para realizar con ellas todo tipo de mediciones. Su orientación interna &calibración), debe permanecer invariable durante un cierto tiempo y debe ser conocida &mediante calculo) en forma e+acta. ': C8maras espe'&a+es6 son aquellas cuyo dise3o obedece a un propósito especial por e$emplo, fotografía infrarro$a, fotografías nocturnas, etc. 22
=. C+as&&'a'&n en (n'&n de+ mater&a+ -ase emp+eado para otogra5a. e acuerdo a este criterio las cámaras pueden ser clasificadas en 7ámaras que emplean placas y cámaras que emplean películas.
Cara'ter5st&'as 2 Componentes de +as C8maras Aéreas. %n gran porcenta$e de las cámaras actualmente en uso para reconocimiento o mapeo son cámaras de formato. Aunque dise3adas para propósitos diferentes, ambas están básicamente constituidas por los siguientes componentesa) Almacén ¶ película o placa, e+puestas y virgen. b) 7uerpo &incluyendo el sistema de funcionamiento). c) 7ono &ob$etivo, obturador, diafragma y cono interno). d) *quipo accesorio &sistema de suspensión, controles de cámara, instrumentos au+iliares, anteo$o de observación, etc.).
A+ma'én- Alberga los rieles que contienen la película e+puesta y sin e+poner. a capacidad del almacén es de 2<6 metros de película, lo que representa una capacidad cercana a las E@6 fotografías. *l almacén también contiene los mecanismos de avance y aplanamiento de la película. *l aplanamiento es muy importante en las cámaras aéreas, ya que si el negativo se abultara durante la e+posición, las posiciones de la imagen en las fotografías resultantes pueden ser incorrecta. C(erpo de +a '8mara - es la carcasa de una sola pieza que usualmente alberga el mecanismo de operación de la cámara. *ste mecanismo provee la fuerza para operar la cámara a través de todo su ciclo. 7onsistiendo el mismo de- avance de la película. aplanamiento de la película, armado del obturador y disparo del obturador. Cono de +a +ente ( o-7et&9o de +a '8mara - *l ob$etivo de la cámara es la parte más importante de la misma. *l toma los rayos de luz desde el ob$eto en el espacio y los lleva a foco en el plano focal. os ob$etivos utilizados en las cámaras aéreas son ob$etivos altamente corregidos, constituidos por varias lentes. E+ p+ano o'a+. *l plano focal de una cámara es el plano en el cual todos los rayos de luz incidente llegan a foco. *n una fotografía aérea las distancias ob$eto son grandes en comparación con las distancias imagen. *s por ello que las cámaras aéreas tienen foco fi$o para distancias ob$eto infinitas. *sto es logrado colocando el plano focal de la manera más e+acta posible, a una distancia igual a la longitud focal detrás del punto nodal posterior del ob$etivo de la cámara. *l plano focal queda definido por la superficie superior del cuadro del plano focal. *sta es la superficie contra la cual es aplanada la película cuando se ace la e+posición. *l plano focal contiene además, las marcas fiduciales, relo$, altímetro, n"mero de la fotografía, línea de vuelo, datos de misión entre otros.
O-t(rador 2 D&agragma6 *l obturador y el diafragma regulan $untos la cantidad de luz que pasa a través del ob$etivo. *l obturador controla el lapso de tiempo en el que la luz puede pasar y el diafragma controla el tama3o de la apertura y por lo tanto el diámetro del az de rayos que pasa a través del ob$etivo. *n una cámara aérea, el diafragma está localizado entre los elementos del ob$etivo. 7onsiste de una serie de o$as que pueden ser rotadas a fin de variar el tama3o del ueco o apertura del diafragma. *l diafragma y el obturador traba$an en con$unto para de$ar llegar a la película la cantidad de luz que necesita para ser e+puesta correctamente. 2<
*)(&po A''esor&o6 entro del equipo empleado com"nmente con cámaras aéreas, pero que puede ser considerado accesorio se incluye- Sistema de suspensión, controles, instrumentos au+iliares para orientación e instrumentos au+iliares.
Es)(ema de (na C8mara Métr&'a
Pr&n'&pa+es 'omponentes de +a '8mara.
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UNIDAD No < FOTOGRAFIAS AEREAS. as fotografías aéreas son imágenes del terreno, captadas desde un avión, un elicóptero o cualquier nave aérea equipada con una cámara fotográfica especial. *l registro completo y detallado, en el instante de toma, de los elementos que conforman el medio ambiente geográfico, es decir, de los fenómenos físicos del medio natural y del comple$o de acciones que el ombre realiza en ese medio. *n una fotografía aérea es posible apreciar, ver o distinguir perfectamente los valles, casas, árboles, vías de comunicación &carreteras, caminos, vías férreas), drenes naturales y artificiales, canales de riego, etc. en fin una gran cantidad de elementos.
a fotografía tiene como principio el sistema de percepción fotográfica que utiliza la propiedad que tienen los cuerpos de la litósfera para absorber, dispersar o refractar la luz proveniente del sol. *sta característica se traduce en el eco de que la energía refle$ada por las rocas, el agua o la vegetación, pasa a través de la lente de la cámara y, altera en mayor o menor grado la intensidad la película sensible al espectro electromagnético instalada en su interior. *ste fenómeno da origen a una gama de tonalidades del gris con la cual se forman en el negativo las imágenes de los ob$etos. A mayor capacidad de los ob$etos de refle$ar la luz solar, más clara aparece la imagen en las aereofotografías y a menor reflectividad, más oscura.
"A TOMA DE FOTOGRAFIAS AEREAS. a toma de fotografías aéreas se ace en toma consecutiva a lo largo de líneas paralelas de vuelo y con traslapo o recubrimiento entre ellas, lo que permite posteriormente la visión tridimensional de las imágenes de los ob$etos fotografiados. e esta manera, se
2E
cubre toda el área seleccionada manteniendo constante el rumbo del avión durante la toma, con el fin de que las fotografías no resulten desfasadas unas de otras. Al finalizar una fa$a de vuelo, se invierte la dirección del avión para comenzar otra línea paralela de la anterior. !odo este proceso se lleva a cabo en función de un plan de vuelo, debidamente estructurado con antelación, de acuerdo con ciertas especificaciones de escala, finalidad del traba$o y características orográficas de la zona.
IMPORTANCIA. as fotografías aéreas son usadas e+tensivamente en levantamientos topográficos del suelo, estudios de irrigación, y preservación de inundaciones, estimaciones de rendimientos de maderas, conservación de suelos y de bosques, medición de áreas de cultivos, planeación de carreteras, investigación geológica, etc., es decir, que estas constituyen una valiosa erramienta de traba$o de varias disciplinas. as fotografías aéreas facilitan la información requerida para un estudio sin necesidad de ir al terreno, aorrando tiempo y dinero. Sin embargo, es necesario acer cequeos en el campo para comparar los resultados de la investigación realizada sobre fotografías aéreas. Boy con el desarrollo de las fotografías aéreas, los mapas se elaboran desde la oficina, pasan la información de la fotografía aérea al mapa, mediante aparatos especiales, con un reducido control de campo.
C"ASIFICACION DE "AS FOTOGRAFIAS AEREAS. as fotografías aéreas puede clasificarse seg"n varios aspectos, los más corrientes se refieren a la inclinación del e$e óptico de la cámara en el momento de la toma, al tipo de cámara empleada y de acuerdo con la sensibilidad de las emulsiones de las películas. 2. Seg>n +a pos&'&n de+ e7e de +a '8mara6 e acuerdo a la desviación del e$e de la cámara con respecto a la vertical, las fotografías aéreas podrán clasificarse en verticales, inclinadas y orizontales. a) Fotografía 8ertical es la que se toma con e$e óptico de la cámara coincidiendo con la dirección de la gravedad. Sin embargo, en la práctica puede aber un desplazamiento inintencional, el cual debe estar dentro de ciertos rangos de tolerancia para ser considerada como fotografía vertical aceptable. Se dice que una fotografía aérea es vertical cuando la inclinación es inferior a 4Q. a forma del área fotografiada es en general rectangularG las má+imas deformaciones de los ob$etos que aparecen en la imagen se aprecian en los bordes de las mismas. Si embargo, ellas son corregidas en el proceso de restitución empleado en la elaboración de mapas topográficos.
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b) Fotogra5a o-+&'(a o &n'+&nada6 es aquella en la cual el e$e de la cámara se inclina intencionalmente con respecto a la vertical. Si el orizonte aparece en la fotografía aérea, se le llama fotografía oblicua altaG si no aparece el orizonte en la fotografía aérea se le llama oblicua ba$a. as deformaciones son grandes, debido al efecto de perspectiva que se obtiene a partir del primer plano. *n una fotografía oblicua, un ob$eto del mismo tama3o &un edificio 2=
por e$emplo), se ve más grande si está en el primer plano, más cerca del observador, que si se alla en el segundo plano. *s decir, que la escala es más grande en el punto de observación y decrece acia el fondo. a forma del terreno fotografiado es trapezoidal y cubre mayor área en el segundo plano que en el primero.
2;
': Fotogra5a #or&?onta+6 es aquella que se toma con el e$e óptico de la cámara en posición orizontal, como es caso de la fotogrametría terrestre, aunque en ciertas ocasiones s aceptan ciertas inclinaciones de acuerdo con las especificaciones de la cámara terrestre que se utilice.
2@
COMPARACION INC"INADAS.
DE
FOTOGRAFIAS
FOTOGRAFIA 7aracterísticas
AEREAS
1ERTICA"ES
1ERTICA" INC"INADA :nclinación menor de Sin orizonte en la 4 fotografía aérea. Rrea fotografiada >uy peque3a 'eque3a Forma del área (ectangular !rapezoidal fotografiada. *scala %niforme para un ecrece desde un primer mismo plano orizontal plano acia el fondo 8enta$a Fácil de mane$ar >ayor área recubierta. 'uede ser mapeada en algunos instrumentos convencionales. %so mas frecuente 'royectos Fotointerpretación en fotogramétricos y de general. interpretación.
2?
E
O$"ICUA 7on orizonte en la fotografía aérea. Drande !rapezoidal ecrece desde un primer plano acia el fondo *conómica e ilustrativa por su gran recubrimiento del terreno. Fotointerpretación aplicada a estudios geológicos y forestales.
<. Seg>n e+ 8ng(+o de e,pos&'&n6 de acuerdo al valor del ob$etivo con que se toman las fotografías aéreas, estas podrán ser clasificadas en normales, granangulares y super gran angulares.
a: Fotogra5a aérea de 8ng(+o norma+6 cuando el valor del campo angular es de =6Q, con una distancia principal para formato <4 + <4 centímetros de <26 milímetros, se utiliza con é+ito e la elaboración de mapas de ciudades, en donde se requiere gran precisión planimétrica.
b) Fotogra5a aérea gran ang(+ar6 es aquella que tiene un campo angular de ?6Q, con una distancia principal para formato <4 + <4 centímetros de 256 milímetrosG se utiliza corrientemente en todos los campos de la fotogrametría y fotointerpretación. b) Fotogra5a aérea s(per gran ang(+ar6 tiene un campo angular de 2<6Q, con una distancia principal para formato <4 + <4 centímetros de ?6 milímetrosG su utilización permite grandes economías en todo el proceso de fotogrametría, pues cubre el doble del área de terreno cubierto por un fotografía gran angular volada a la misma altura.
RE"ACION ENTRE CAMPO ANGU"AR 0 DISTANCIA PRINCIPA". T&po de o-7et&9o Campo Ang(+ar de +a '8mara Angulo estreco
45 ⁰
Hormal
=6
Dran angular Super gran anular
?6 2<6
D&stan'&a pr&n'&pa+ Formato para otogra5as de ;<, ;< 'm. 466 mm. <4+ <4 G 2@ + 2@G2E + 2E <26 mm <4 + <4 G 2@+2@G 2E + 2E 254 mm <4 + <4 G 2@ + 2@ @@ mm <4 + <4 G 2@+2@
'ara una misma escala, la fotografía normal es la que requiere mayor altura de vuelo y la supergranangular necesita la menor altura, por lo que puede resultar muy "til para cubrir zonas que permanecen gran parte del tiempo cubierta por nubes ba$as. esde el punto de vista métrico, es interesante anotar que las fotografías normales tienen desplazamiento debido al relieve peque3o y dan precisión en traba$os <6
planimetricos &traba$os de catastro), mientras que en las fotografías supergranangulares el desplazamiento debido al relieve es grande, el modelo se observa e+agerado verticalmente y la precisión que se obtiene para la medición de alturas es muy buena &por e$emplo para dibu$o de curvas de nivel). *l mayor inconveniente de las fotografías supergranangulares se presenta en areas monta3osas donde puede ocurrir areas muertas o con fotografías de escala muy grande donde el desplazamiento debido al relieve puede dificultar la fusión de las imágenes para visión estereoscópica.
<. De a'(erdo 'on +a sens&-&+&dad de +as em(+s&ones a +as d&erentes +ong&t(des de onda, se pueden distinguir, los siguientes tipos de fotografías aéreas. a) Fotogra5as pan'rom8t&'as &blanco y negro)- Son sensibles a casi todas las radiaciones del espectro visible, es actualmente el tipo de emulsión mas empleado en fotografías aéreas para todo tipo de traba$o de fotogrametría y de fotointerpretación. b) Fotogra5as aéreas a 'o+or6 as fotografías aéreas a color son especialmente "tiles en la determinación de detalles de elementos de fotointerpretación, en áreas donde el contraste de color es muy variado debido a la apariencia natural de los ob$etos. a superficie de la película se compone de tres capas de emulsión, sensibles al azul, al verde y al ro$o. *stas fotografías aportan mayor información que las pancromáticas en blanco y negroG sin embargo, su utilización es muy limitada por alto costo, pueden utilizarse en fotogrametría y fotointerpretación.
': Fotogra5as aéreas &nrarro7as- *stas fotografías son utilizadas especialmente en operaciones militares, estudios geológicos y de aguas superficiales. *stas imágenes tienen mayor cobertura espectral, captan las longitudes de onda del infrarro$o no visible por el o$o umano ?mayor de 6.; micrones), por lo que facilita una buena separación de los rasgos naturales y culturales. E"EMENTOS DE UNA FOTOGRAFIA AEREA DESDE E" PUNTA DE 1ISTA GEOMETRICO. A+t(ra de 9(e+o6 a elevación desde el punto de toma asta el nivel medio del mar o sobre otro datum preestablecido ¢ro del ob$etivo al plano del terreno). 'or tanto, tenemosa) A+t(ra a-so+(ta de 9(e+o que es la elevación desde el punto de toma asta el nivel medio del mar. b) A+t(ra de 9(e+o so-re e+ terreno - es la distancia entre un punto del terreno y un plano orizontal que pasa por el centro de proyección. Se mide a partir de dico plano acia aba$o. c) E+e9a'&n de+ terreno es la distancia entre un punto del terreno y el nivel del mar. Se mide a partir del nivel del mar acia arriba. Frm(+as. Ko T K U B <2
Ko T Altura absoluta de vuelo K T Altura de vuelo sobre el terreno B T *levación del terreno sobre el nivel del mar
E7er'&'&os6 1. De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: a) Altura absoluta de vuelo = 2500 m. b) Elevación del punto más alto = 1500 m. Determinar la altura de vuelo sobre el punto más alto. 2. De una fotografía aérea vertical se conocen los siguientes datos: a) Altura de vuelo del nivel más alto del terreno = 4500 m. b) Altura de vuelo del nivel más bao del terreno = 5100 m. !uál es la altura media de vuelo. 3. De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: a) Altura de vuelo sobre un punto "#$ = 5%0 m. b) Altura de vuelo para un punto más alto del terreno = 500 m. c) Elevación má&ima del terreno = 1000 m. !alcular la elevación del punto "#$ 4. De una fotografía aérea vertical se conocen los siguientes datos: a) Elevación media del terreno = 1'50 m. b) Elevación del punto más alto = 2000 m. !uál es la elevación m(nima del terreno. 5. De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: a) Elevación para un punto "#$ del terreno = '50 m. b) Altura media de vuelo = 4012.5 m. c) Elevación de un punto situado sobre el nivel medio del terreno = *'+.5 m. Determinar la altura de vuelo para el punto "#$. 6. De una fotografía aérea vertical se conocen los siguientes datos: a) Elevación media del terreno = 225 m. b) Altura m(nima de vuelo = 2000 m. c) Altura má&ima de vuelo = 250 m. Determinar la altura de vuelo sobre el nivel medio del mar . 7. De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: a) Altura de vuelo sobre el nivel del mar = 5500 m. b) Altura media de vuelo = 2+00 m. c) Elevación m(nima del terreno = 2%00 m. !alcular la má&ima elevación del terreno.
E+ p(nto pr&n'&pa+ es el punto de intersección sobre la fotografía, de un e$e perpendicular al plano del terreno. *s el "nico punto ortogonal dentro de la fotografía y a la vez un elemento muy importante, ya que, a partir de él, empieza la proyección <<
central en la fotografía aérea, y, consecuentemente, el desplazamiento de las imágenes fotográficas. 7uando la cámara aérea esta calibrada, el punto principal definido en la fotografía por la intersección de las rectas determinadas por pares de marcas fiduciales diametralmente opuestas &punto principal fiducial) debe coincidir con la intersección del e$e óptico del ob$etivo con el plano de la fotografía &punto principal de auto colimación).
Iso'entro - es el punto en que la bisectriz del Angulo determinado por la perpendicular al plano del negativo y la vertical que pasan por el centro de proyección, corta el plano del negativo. Se indica con la letra i en la fotografía e : en el terreno. &bserve figura). Iso+&nea6 es la línea del plano de la fotografía, perpendicular a la línea principal que pasa por el isocentro. 7orresponde en la práctica a la intersección de una foto vertical y una inclinada, tomadas desde el mismo centro de proyección. *n dica línea las dos fotografías tienen la misma escala. "5nea de 9(e+o6 serie de fotografías aéreas tomadas en forma consecutiva, siguiendo una línea imaginaria o trayectoria del avión durante la toma de las fotografías. en las líneas de vuelo se busca tener un área fotografiada en común entre cada fotos colindantes (traslape) Si las fotografías an sido tomadas con un recubrimiento o traslape longitudinal, superior al 56V será posible identificar el punto principal de cada foto en las fotografías adyacentes. a unión de pares sucesivos de puntos principales define la línea de vuelo, indicando la dirección de vuelo. *n cada fotografía aérea se podrán determinar tres puntos &un punto principal y dos transferidos de las fotos adyacentes), que se encuentran sobre la línea de vuelo, la cual no necesariamente será una recta. Sí la línea efectiva de vuelo fue una curva, al medir los puntos sucesivos principales, se obtiene una poligonal.
<4
So+apes o re'(-r&m&entos *n cada pasada que se realiza en el vuelo fotogramétrico, la cámara ace fotografías del terreno con un tiempo entre ellas, tal que, la distancia entre los puntos principales de dos fotografías consecutivas, permite la e+istencia de un solape o recubrimiento longitudinal fi$ado de antemano &561=6V), mediante el cual, el terreno ser visto desde dos puntos diferentes para tener la visión tridimensional que permite medir estereoscópicamente y que además admite e+tender el control orizontal y vertical de tres fotografías sucesivas. Además, entre las pasadas adyacentes, normalmente con sentidos contrarios, también se debe buscar un recubrimiento transversal, igualmente fi$ado de antemano. a finalidad de estos recubrimientos es la posibilidad de aplicar la visión estereoscópica y obtener, de este modo, un modelo estereoscópico en la parte solapada de dos fotografías consecutivas, pudiendo enlazarse este modelo tanto en sentido longitudinal como vertical.W Dos otogra5as s('es&9as e,p(estas so-re (na m&sma +5nea de 9(e+o se denom&nan par estereoscópico 2 e+ 8rea 'om>n entre e++as )(e se p(ede tra-a7ar estereos'p&'amente/ denom&nada mode+o estereos'p&'o. Tras+apo o re'(-r&m&ento +atera+/ entre las pasadas adyacentes, normalmente con sentidos contrarios, también se debe buscar un recubrimiento lateral, igualmente fi$ado de antemano&<51 46V). a finalidad de estos recubrimientos es la posibilidad de aplicar la visión estereoscópica y obtener, de este modo, un modelo estereoscópico en la parte solapada de dos fotografías consecutivas, pudiendo enlazarse este modelo tanto en sentido longitudinal como transversal.W Formato6 es el marco o recuadro que limita la imagen fotográfica. Deneralmente este marco es de forma cuadrada &<4 cm , <4 cm o 2@ cm + 2@ cm) o de forma rectangular &2@ cm + 2< cm). P(nto Nad&r6 es el punto de intersección de la vertical que pasa por el centro de proyección, con el plano del negativo. a plomo o vertical donde la perpendicular del plano del terreno, pasando a trabes de la lente, intercepta el plano de la película.
D&stan'&a Pr&n'&pa+6 es la distancia del centro del ob$eto al plano del negativo. Iso'entro6 es el punto de intersección de la bisetriz al ángulo formado por el punto principal, centro de proyección y punto nadir con el plano del negativo. D&stan'&a o'a+ - es la distancia del foco de la cámara a la lente. a distancia focal define la geometría de los rayos de luz que crean la imagen del terreno, en el plano focal de la cámara. a distancia focal calibrada se conoce com"nmente como distancia principal. INFORMACION MARGINA" DE "AS FOTOGRAFIAS AEREAS. Hormalmente las fotografías aéreas traen en sus bordes algunos datos, se3ales o indicadores que son de gran ayuda en la utilización de las imágenes, ellos sona) Re+o76 se3ala la ora en la cual se tomo la fotografía aérea y al utilizarla en relación con la medición de altura de ob$etos en el terreno o como información de referencia para fotointerpretación. b) D&stan'&a pr&n'&pa+ - la distancia principal de la cámara es importante para la determinación de la escala media de la fotografía aérea. c)
Contador- registra el n"mero de las fotografías aéreas, lo cual sirve para armarlas en fa$as o bloques, seg"n la línea de vuelo.
d) A+t5metro- registra la altura de vuelo sobre el plano de referencia que puede ser el nivel medio del mar. e) Mar'as &d('&a+es son se3ales indicativas opuestas que definen los e$es + e y de la fotografía aérea y cuya intersección define el punto principal.
<5
f) N>mero de 1(e+o 2 N>mero de +a otogra5a aérea - estos datos permiten identificar las fotografías aéreas y la línea de vuelo correspondiente
TE"EDETECCION !eledetección es la técnica que permite obtener información a distancia de ob$etos sin que e+ista un contacto material, en nuestro caso se trata de ob$etos situados sobre la superficie terrestre. 'ara que esta observación sea posible es necesario que, aunque sin contacto material, e+ista alg"n tipo de interacción entre los ob$etos y el sensor. *n este caso la interacción va a ser un flu$o de radiación que parte de los ob$etos y se dirige acia el sensor. *ste flu$o puede ser, en cuanto a su origen, de tres tipos•
(adiación solar refle$ada por los ob$etos& luz visible e infrarro$o refle$ado)
•
(adiación terrestre emitida por los ob$etos &infrarro$o térmico)
•
(adiación emitida por el sensor y refle$ada por los ob$etos &radar)
as técnicas basadas en los dos primeros tipos se conocen como teledetección pasiva y la "ltima como teledetección activa. a posibilidad de adquirir información a distancia se basa en lo específico de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia. !odos los ob$etos tienen una respuesta espectral propia y además esta combinación espectral es similar a la que presentan otros ob$etos o superficies de las mismas características u omogeneidad. a teledetección consiste en la identificación de los ob$etos a partir de las diferencias en la energía refle$ada. <=
Nat(ra+e?a de +a rad&a'&n a radiación electromagnética es una forma de energía que se propaga mediante ondas que se desplazan por el espacio a la velocidad de la luz &466666 JmOs) transportando cantidades discretas de energía &cuantos). *stas ondas se caracterizan por tener longitudes muy diferentes, desde los rayos 9 y gamma con longitudes de onda menores de 266 Amstrongs asta las ondas de televisión y rádio con longitudes mayores de un metro. *l con$unto de todas las longitudes de onda se denomina espectro electromagnético. entro del espectro electromagnético se distinguen una serie de regiones en función de la longitud de onda. as regiones más utilizadas por las diferentes técnicas de teledetección son•
uz visible
•
:nfrarro$o refle$ado
•
:nfrarro$o térmico
•
(adar
7ualquier ob$eto en la naturaleza emite radiación y lo ace con diferentes longitudes de onda. !anto la cantidad de energía que emite un cuerpo por radiación como la distribución de esta energía en diferentes longitudes de onda depende fundamentalmente de la temperatura de dico cuerpo.
PRINCIPA"ES $ANDAS DE" ESPECTRO E"ECTROMAGNETICO esde el punto de vista de la teledetección se destacan una serie de bandas como las más utilizadas dada la tecnología actual. *stas bandas se resumen a continuación•
Espe'tro 9&s&-+e &6.E 1 6.; mm) *s la "nica radiación electromagnética perceptible por el o$o umano &de aí su nombre). 7oincide con la longitud de onda donde es má+ima la radiación solar. 'odemos localizar los distintos colores en las longitudes-
Azul- 6.E 1 6.5 mm 8erde- 6.5 1 6.= mm (o$o- 6.= 1 6.; mm •
Inrarro7o pr,&mo &6.; 1 2.4 mm) #anda importante para diferenciar masa vegetales y concentraciones de umedad.
•
Inrarro7o med&o &2.4 1 @ mm) *n esta región se entremezclan los procesos de refle+ión de luz solar y de emisión de la superficie terrestre, por lo que ay mucas dificultades.
•
Inrarro7o +e7ano o térm&'o &@ 1 2E mm) <;
*s la región del espectro en la que emiten energía todos los cuerpos de la superficie terrestre. •
M&'roondas &desde 2 mm) !iene la propiedad de ser transparente a la cubierta nubosa, pero también de llevar asociada muy poca energía. 'or eso, si se quiere usar esta banda tendrá que ser aciendo teledetección activa.
Intera''&ones entre +a rad&a'&n 2 +os o-7etos !odos los ob$etos &independientemente de la radiación que emitan) van a recibir radiación emitida por otros cuerpos, fundamentalmente del sol, que, en función del tipo de ob$eto que estemos considerando, puede seguir tres caminos•
refle$arse &la radiación es reenviada de vuelta al espacio)
•
absorberse &la radiación pasa a incrementar la energía del ob$eto)
•
transmitirse &la radiación se transmite acia aba$o a otros ob$etos).
C+as&&'a'&on de +os sensores. os sensores se pueden clasificar en•
•
Sensores pas&9os cuando se limitan a recibir radiación electromagnética. *s decir, detectan radiación natural emitida o refle$ada por el ob$eto o área circundante que está siendo observada. a luz solar refle$ada es uno de los tipos de radiación más comunes medidos por esta clase de teledetección. Algunos e$emplos pueden ser la fotografía, los infrarro$os, los sensores 77 &carge1 coupled devices, /dispositivo de cargas eléctricas interconectadas0) y los radiómetros. Sensores a't&9os son aquellos que emiten radiación en la longitud de onda deseada y luego reciben la porción que los ob$etos an refle$ado. 'or otra parte emiten energía para poder escanear ob$etos y áreas con lo que el teledetector mide la radiación refle$ada del ob$etivo. %n radar es un e$emplo de teledetector activo, el cual mide el tiempo que tarda una emisión en ir y volver de un punto, estableciendo así la localización, altura, velocidad y dirección de un ob$eto determinado. a teledetección remota ace posible recoger información de áreas peligrosas o inaccesibles. Algunas aplicaciones pueden ser monitorizar una deforestación en áreas como la 7uenca del Amazonas, el efecto del cambio climático en los glaciares y en el Rrtico y en el Antártico, y el sondeo en profundidad de las fallas oceánicas y las costas. *l colectivo militar, durante la Duerra Fría, izo uso de esta técnica para recoger información sobre fronteras potencialmente peligrosas. a teledetección remota también reemplaza la lenta y costosa recogida de información sobre el terreno, asegurando además que en el proceso las zonas u ob$etos analizados no se vean alterados. RESO"UCIONES
<@
as características fundamentales de los datos adquiridos en un sistema de este tipo, se pueden definir por parámetros como-
Reso+('&n espe'tra+ Se refiere al n"mero de bandas y a la ancura espectral de esas bandas que un sensor puede detectar. 'or e$emplo la banda 2 del !> recoge la energía entre 6.E5 y 6.5< mm. *s una resolución espectral más fina que la de la banda pancromática del S'!, que está entre 6.52 y 6.;4 mm.
Reso+('&n espa'&a+ *s una medida del ob$eto más peque3o que puede ser resuelto por el sensor, o el área en la superficie que recoge cada pí+el.
Reso+('&n rad&ométr&'a Se refiere al rango dinámico, o n"mero de posibles valores que puede tomar cada dato. 'or e$emplo con @ bits, el rango de valores va de 6 a <55.
Reso+('&n tempora+ Se refiere a cada cuanto tiempo recoge el sensor una imagen de un área particular. 'or e$emplo el satélite andsat puede ver el mismo área del globo cada 2= días. as plataformas orbitales pueden transmitir información de diversas fran$as del espectro electromagnético que en colaboración con sensores aéreos o terrestres y un análisis en con$unto, provee a los investigadores con suficiente información para monitorizar la evolución de fenómenos naturales tales como *l Hi3o. tros usos engloban áreas como las ciencias de la !ierra, en concreto la gestión de recursos naturales, campos de agricultura en términos de uso y conservación, y seguridad nacional.
SISTEMA RADAR *l (adar &(Adio etection And (angin) mide el tiempo de retardo y la ancura del eco refle$ado de un pulso de radiación electromagnética. %n sistema radar consiste en1 %n !ransmisor, genera un pulso de radio y luz de gran potencia con longitudes de onda entre 2 y 266 cm. 1 *l Sensor activo, envía pulsos a la antena y retorna el eco al receptor. 1 %na Antena, la cuál envía el pulso transmitido a la zona de estudio y recoge lo secos devueltos.
1 %n receptor el cual convierte el eco devuelto a código digital numérico. 1 %n grabador de datos, el cuál almacena la imagen dato para ser procesada y visualizada. a técnica radar, conocida como (adar de Apertura Sintético &SA(), es un tipo de sistema de radar modificado para producir imágenes en vez de gráficos de rangos y direcciones. Al igual que las técnicas radar más comunes, las imágenes radar también transmiten pulsos de energía microondas y, es por ello considerado un sistema de sensor remoto activo. *stas características lo acen diferente a la mayoría del resto de los sistemas de sensores remotos y permite operar de noce o ba$o condiciones de nubosidad densa.
1ENTAJAS DE" SISTEMA RADAR as venta$as de las imágenes radar frente a otros sistemas ópticos &por e$emplo, andsat o S'!) incluyen•
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ebido a que la energía de las microondas no es afectada por las cubiertas nubosas el sistema radar de obtención de imágenes es capaz de obtener una alta calidad en zonas tradicionalmente nubosas como los polos o los trópicos. *n regiones muy áridas la energía de las microondas puede penetrar en la superficie asta una profundidad considerable, dándonos medidas "nicas de las propiedades de la cubierta terrestre. *n regiones con vegetación muy abundante, el sistema radar puede penetrar en la cubierta y en la imagen resultado podrá observarse claramente la superficie situada ba$o la vegetación. *l sistema radar utiliza la interacción de las microondas con la superficie de estudio y su posterior refle+ión y difusión. *sto nos permite deducir información sobre la naturaleza de los ob$etos que no ubiese sido posible obtener utilizando otros métodos convencionales. SA( por lo tanto, complementa otro tipo de datos como por e$emplo los infrarro$os.
Im8genes de Saté+&te. %na &magen sate+&ta+ o &magen de saté+&te es la representación visual de la información capturada por un sensor montado en un satélite artificial. *stos sensores recogen información refle$ada por la superficie de la tierra que luego es enviada a la !ierra y que procesada convenientemente entrega valiosa información sobre las características de la zona representada. a primera imagen satelital de la tierra fue tomada el 2E de agosto de 2?5? por el satélite estadounidense *+plorer =. 2 a primera fotografía satelital de la luna fue tomada por el satélite soviético una 4 el = de octubre de 2?5?, en una misión para fotografiar el lado oculto de la una. *n 2?;< los *stados %nidos comenzaron con el programa andsat, el mayor programa para la captura de imágenes de la tierra desde el espacio. *l andsat ;, el "ltimo satélite del programa, fue enviado al espacio en 2???. Así mismo, 46
en 2?;;, se obtiene la primera imagen satelital en tiempo real, mediante el satélite JB1 22. !odas las imágenes satelitales obtenidas por la HASA son publicadas por bservatorio de a !ierra de la HASA y están disponibles para el p"blico. *n ese sentido, a través de Doogle *art se ofrecen mapas e &m8genes del mundo 95a saté+&te con un nivel de zoom increíble- verás tu país, tu ciudad y asta tu casa. I puede que llegues a ver los coces aparcados $unto a la puerta.
42
UNIDAD No. @. ESCA"A FOTOGRAFICA. *scala es la relación de ampliación o reducción que e+iste entre las dimensiones de un ob$eto natural o artificial y sus correspondientes medidas en una representación gráfica &fotografía, mapa, plano, etc.) y su correspondiente en el terreno. Seg"n estas definiciones, e+isten dos clases de escalaa) *scala de ampliación. b) *scala de reducción.
Es'a+a de amp+&a'&n - es la relación de ampliación entre las dimensiones de un ob$eto, y sus omólogas medidas en su representación gráfica. 'or e$emplo, un médico requiere de un bisturí quir"rgico con las especificaciones y medidas pertinentes y como el mismo es peque3o, debe dibu$ar su figura ampliada, con las medidas e+actas para mandar a fabricarlo. *l fabricante al recibir el estará leyendo una escala de ampliación. Es'a+a de red(''&n - es la relación de reducción que e+iste entre dimensiones de un ob$eto y sus correspondientes medidas, en una representación gráfica. 'or e$emplo, si se quiere representar una e+tensa porción de terreno, un automóvil o cualquier otro ob$eto de grandes dimensiones no se puede emplear un plano que tenga las mismas medidas de ese ob$eto, pues resultaría muy grande. a escala de reducción a su vez se divide enEs'a+a nat(ra+ - es la representación de un ob$eto en sus verdaderas dimensiones. >ediante el uso de esta escala, los ob$etos se representan sin ampliarlos, ni reducirlos, es decir se dibu$an, en su verdadero tama3o. A esta escala también se le llama real. *s la escala 2-2 &uno es a uno). Es'a+a Ind(str&a+6 es usada en la industria para representar en forma reducida algunos ob$etos, tales como- piezas de maquinarias, automóviles, tractores, radios, televisores, electrodomésticos, etc. *sta escala puede ir desde 2-2 &uno es a uno), asta 2-56 &uno es a cincuenta). Es'a+a Ar)(&te'tn&'a6 es la usada en arquitectura, va desde 2-56 &uno es a cincuenta) asta 2- 2666 &uno es a mil) Formas de E,presar +a Es'a+a a escala de un fotografía puede e+presarse de cuatro maneras diferentes2. Es'a+a N(mér&'a o de Ingen&er5a. *s cuando se indica que una unidad del documento gráfico &fotografía) representa tantas cantidades en el terreno- 2 cm T 566 m.
;. Es'a+a Gr8&'a *s cundo se ace una recta dividida en distancia del documento gráfico que representan ciertas unidades de longitud en el terrenos. *n la figura que aparecen a continuación se puede apreciar una escala una escala gráfica donde cada 4<
unidad gráfica &2cm) representa 2 Jm. del terreno y una de las unidades &la más izquierda) se a sub dividido en cinco partes iguales, que representa <66 m. cada una. A esta unidad sub dividida se le llama !alón de *scala. a escala gráfica se dibu$a en los mapas de acuerdo con la fracción representativa para facilitar la medición de distancias. 'or e$emplo, la escala gráfica se representa de la siguiente manera-
Fra''&n Representat&9a6 cuando cada unidad del documento representa tantas unidades iguales en el terreno. *s decir, el numerador es siempre la unidad y el denominador las veces en que se divide la unidad dada sobre el terreno, para ser representada en el mapa. >ientras mayor sea el denominador, menor es la escala del mapa, porque la representación del terreno es más reducida. 'or tanto, mientras menor sea el denominador, mas grande es la escala del mapa y los ob$etos representados de mayor tama3o. 2O26,666 es mayor que 2O266,666. 4. Ra?n de Es'a+a6 cuando una unidad del documento representa tantas unidades iguales en el terreno. *sta, como lo indica su nombre es representada por una razón. 2- E6,666. En la fracción representativa y en la razón de escala tenemos un número escalar, es decir, una cantidad sin unidades en la cual podemos sustituir por cualquier unidad de medida, solo debe cumplir el requisito de que en ambos términos coloquemos la misma unidad de medida.
2 pulgada T E6,666 pulgadas. 2 centímetro T E6,666 centímetros. a escala de una fotografía aérea o de una serie de estas, es tal vez el factor de más importancia para el usuario, que cualquier otra característica métrica de la fotografía. 7ontrario a un mapa, el cual es una proyección ortográfica de una parte limitada del terreno sobre una o$a plana de papel, la fotografía es una proyección en perspectiva sobre un negativo o sobre una impresión por contacto. Si se dispusiera de un grupo de tres ileras de personas, para fotografiarlas las imágenes de las personas en la ilera delantera, seguramente resultarían más grandes que las de aquellas ubicadas en la "ltima, sencillamente porque las personas de la primera ilera se encuentran más cerca de la cámara. 'or ese mismo motivo, una aerofotografía tomada de un terreno con cualquier grado de relieve, mostrará una escala más grande en los puntos elevados del terreno que en los más ba$os, sencillamente porque los puntos altos se encuentran más cerca de la cámara. *l concepto com"n de una escala, es la razón entre una distancia medida sobre una fotografía aérea, y la correspondiente distancia sobre el terreno. 'or e$emplo, si en una fotografía aérea 2 cm representa a 266 metros en el terreno, la escala de la fotografía se indica 2 cm T 266 m. Si se midiera en esa fotografía la distancia entre dos puntos y resultara de 5 cm, la correspondiente distancia en el terreno, entre esos puntos sería de 5 cm + 266 mOcm T 566 m. 44
a escala se puede indicar como una fracción, con el numerador y el denominador en las mismas unidades. 'or e$emplo, si 2 cm de la fotografía equivale a 2<,666 cm del terreno, la escala se puede indicar como i cmO2<,666 cm, que es la misma razón que 2 mO2<,666 m. 7omo las unidades comunes se pueden eliminar, la escala se escribe simplemente 2O2<,666, lo que significa que una unidad de longitud de la fotografía aérea, representa 2<,666 unidades de longitud en el terreno. *sta manera de representar la escala se llama fracción representativa. 2-26,666, que se lee /2 a 26,6660. *llo significa que una unidad de la fotografía representa 26,666 unidades de la misma unidad en el terreno. educimos por tanto, que las e+presiones 2 cm T 2<6 m, 2O2<,666 y 2-26,666 son equivalentes. a primera se encuentra en escala de ingeniería, la segunda es una fracción representativa y la tercera es una razón, pero todas representan la misma escala. %n mapa es una proyección ortográfica de la superficie terrestre. 'or tanto, todos los puntos del mapa se encuentran en sus posiciones orizontales relativas. >ás a"n, la e+presión /posición en el mapa0, significa la posición orizontal real. 'or eso la escala de cualquier mapa es uniforme en todo el mapa. *so sucede raramente en una fotografía vertical. 7omo una fotografía es una proyección en perspectiva, las partes del terreno que se encuentran más cercanas a la cámara durante la e+posición, parecerán más grandes que las partes que están más ale$adas de la cámara. a escala de una fotografía vertical cambiará de un punto a otro en la fotografía, ya que depende de la elevación de los puntos del terreno. 7uanto mayor sea la altura del terreno, tanto mayor será la escala de la fotografía aérea de esa región.
4E
METODOS PARA DETERMINAR "A ESCA"A DE UNA FOTOGRAFIA. a) Se puede obtener la escala de una fotografía aérea, aciendo una relación entre la longitud de una línea medida sobre la fotografía, con la longitud correspondiente del terreno. a longitud del terreno se puede medir con cinta, o calcular por medio de triangulación o de alg"n método de campo seme$anteG o podrá ser una longitud conocida por todos, tal como una cuadra en la ciudad o la línea divisoria de una carretera. 'ara tener una escala bastante representativa de toda la fotografía, se debe obtener la escala de varias líneas conocidas de distintos sitios de la fotografía, adoptándose el promedio de las escalas resultantes.
E7emp+os 2 e7er'&'&os de es'a+a. Método! 7uando se conoce la una distancia media entre dos puntos en la fotografía aérea y la distancia de esos mismos puntos en el terreno.
E7emp+o ! os puntos cuya distancia en el terreno es de <66 m, están separados en la fotografía E cm. 7alcular la escala de la fotografía. T istancia en el terreno df T distancia en la fotografía aérea. 2O* T X T <66 m df T E cm *TX
2O*T dfO!G 2O*T E cmO<6666 cm T 2O5,666.
*s decir, que una unidad de distancia en la fotografía representa 5,666 unidades sobre el terreno &o un centímetro en la fotografía equivale a 56 m). Se dice entonces que la escala es uno a cinco mil.
E7emp+o No. ;. 7alcular la distancia que separa dos puntos en el terreno, si en una fotografía aérea de escala 2-<6,666, esos mismos puntos están separados a @ cm.
DT T X 2O* T 2O<6,666 df T @ cm.
! T <6,666 + @ cm T 2,=66 m.
Método ; tra forma de obtener la escala de una fotografía aérea, es cuando se conoce la distancia principal de la cámara y la altura media de vuelo o sea la altura del avión sobre el nivel medio del mar, mediante la lectura del altímetro del avión. Además, de la 45
distancia principal de la cámara y la altura de vuelo, se puede conocer la elevación media de la zonaG la cual se obtiene de un mapa topográfico si lo ubiera.
E7emp+o No.< %na fotografía aérea fue tomada a una altura de 4,666 m, con una cámara cuya distancia principal era de 25 cmG 7alcular la escala de la fotografía.
% T altura de vuelo c T distancia principal de la cámara !E T escala de la fotografía K T 4,666 m c T 25 cm 2O* T X
2O* T 25 cmO 466,666 cm T 2O<6,666.
E7emp+o No.@ *n una fotografía aérea, dos puntos están separados 5 cm. 7alcular la distancia de tales puntos en el terreno, si se sabe que la fotografía fue tomada a una altura de 5,666 m. con una cámara fotográfica de 2=6 mm. de distancia principal. df T 5 cm. TX K T 5,666 m. c T 2=6 mm.
Método < Se puede obtener rápidamente la escala de una fotografía aérea, cuando e+iste un buen mapa de la región. >idiendo en la fotografía la distancia entre dos puntos bien definidos y que también puedan ser identicados con facilidad en el mapaG luego se mide la distancia del mapa, se obtienen datos para calcular la escala fotográfica por medio de la formula siguiente*f T *m + dmOdf Ambas distancias se miden con las mismas unidades. Si la escala del mapa es una escala de ingeniería, la fotoescala se dará como escala de ingeniería. Si la escala del mapa se e+presa como fracción representativa, también lo será la escala en la fotografía.
E7emp+o No. =. Se requiere conocer la escala de una fotografía aérea y se dispone de un mapa de la zona correspondiente en escala 2T <5,666 en el cual se an identificado dos puntos entre los que ay una distancia de 26.E cm. *n la fotografía esos mismos puntos se allan a una distancia de @ cm. 7alcular la escala de dica fotografía. 26.Ecm
*f T @cm + <5666G *f T 2.4 + <566G *f T 2- 4<666
4=
P"ANEACION DE 1UE"OS. a planeación de un vuelo se ace con base a e+igencias de escala, finalidad del traba$o y de acuerdo con el equipo disponible para tal fin. A través de sencillas relaciones geométricas se efect"a el cálculo de los elementos que conforman el plan de vuelo- cantidad de líneas de vuelo &fa$as) y el n"mero de fotografías que se requieren en cada una de estas. os porcenta$es de recubrimiento longitudinal y transversalG las distancias entre centros de fotografíasG el intervalo entre e+posicionesG el rumbo y la altura del avión. os elementos que intervienen en la planeación de vuelo son los siguientes-
Bp: Tras+apo +ong&t(d&na+ . *s el porcenta$e de recubrimiento dos fotografías sucesivas en la dirección de la l(nea de vuelo. B): Tras+apo +atera+6 'orcenta$e de recubrimiento entre dos fotografías de líneas de vuelo adyacentes. 2
B E ) Es'a+a de +a otogra5a - *s la relación de proporcionalidad entre terreno y fotografía &no tiene unidad de medida). B': D&stan'&a pr&n'&pa+ de +a '8mara - istancia en milímetros entre la lente de la cámara y el negativo. *sta viene en milímetros en el formato de la cámara. BD: D&stan'&a en e+ terreno- Se trata de la longitud del terreno que abarca un lado de la fotografía &en metros o en Milómetros). Se obtiene multiplicando d + *. B%: A+t(ra de+ a9&n so-re e+ terreno - a altura de vuelo sobre el terreno es la distancia entre la lente de la cámara y el terreno. Se obtiene restando de la lectura que se3ala el altímetro, la cota o curva de nivel que pasa por el sitio que corresponde al centro principal de la fotografía. *sto se ace sobre un mapa topográfico o por la 2
c
relación E T Z
B#: A+t(ra de+ terreno6 *s la altura del terreno con respecto al nivel medio del mar. Se obtiene de la lectura del altímetro, en metros o Milómetros. BA: "5nea de -ase o d&stan'&a entre 'entros - Se trata de la distancia que recorre el avión entre dos e+posiciones consecutivas. Se calcula en función de la escala y el porcenta$e de traslapo longitudinal requerido. P V
A dE B!1 266
)
B$: "ong&t(d entre 'entros ad2a'entes - *s la distancia que e+iste en el terreno, entre lugares correspondientes entre centros principales de dos fa$as adyacentes. Se obtiene en función de la escala y el porcenta$e de recubrimiento lateral. 4;
qV 266
)
$ dE B!3 B": "argo de+ terreno6 ongitud del terreno que se va a cubrir con fotografías aéreas en dirección de la línea de vuelo &Mm). BG: An'ho de+ terreno - ongitud del terreno, transversal a la línea de vuelo. BS: rea de terreno '(-&erta por otogra5a - *l área de terreno que cubre una fotografía aérea, está en función del tipo de cámara utilizada y de la escala. *sta a su vez, depende de la altura de vuelo. Se obtiene multiplicando el lado de la fotografía por la escala al cuadrado de la misma. S BdE:; BSm: rea de terreno '(-&erta por mode+o6 Se trata del área de terreno traslapado o sea, el área que se repite en dos fotografías sucesivas. Se obtiene multiplicando la &longitud de la línea de base) por la longitud entre centros adyacentes. Sm A , $. BI: Inter9a+o entre e,pos&'&ones - *l intervalo entre e+posiciones es el tiempo que transcurre entre dos e+posiciones consecutivas. A
I V B1: 1e+o'&dad6 *s la velocidad a la cual debe ir el avión &MmO). BN"1: N>mero de +5neas de 9(e+o6 *l n"mero de líneas de vuelo se establece de acuerdo con el anco del terreno y la distancia o longitud entre centros adyacentes. " − !
N"1 ! BNF"1: N>mero de otogra5as por +5nea de 9(e+o6 *l n"mero de fotografías que se requieren por línea de vuelo, se obtiene de acuerdo con la longitud del terreno en dirección de la línea de vuelo y la longitud de la línea de vuelo. #
NF"1 A ! BNTF: N>mero tota+ de otogra5as6 *l n"mero total de fotografías que es necesario tomar para cubrir un terreno, se obtiene dividiendo el área del proyecto por el área cubierta por modelo, o sumando las fotografías por líneas de vuelo. $%
NTF $m ! BST: *s el total del terreno que se requiere cubrir con fotografías aéreas. E7emp+o6 Se tiene un terreno de ; Mm de anco por ? Mm le largo. Se necesita cubrirlo con fotografías aéreas, en escala 2- 26,666, con traslapo longitudinal de =6V y lateral de 46V. 'ara la e$ecución de este proyecto, se cuenta con una cámara fotogramétrica de 4@
formato normal &<4 + <4 cm) y una distancia principal de 256 mm. *l avión disponible tiene una velocidad de 466 MmO. 7alcular los elementos del plan de vueloa) b) c) d) e) f) g) ) i)
Altura de vuelo &K). istancia entre centros &A). istancia entre centros adyacentes ). Rrea de terreno cubierta por fotografía &Sf). Rrea de terreno cubierta por modelo estereoscópico &Sm). :ntervalo entre e+posiciones &:). H"mero de líneas de vuelo &H8). H"mero de fotografías por línea de vuelo &HF8). H"mero de fotografías para cubrir el proyecto &H!F).
DESARRO""O. ST T ? Mm + ; Mm T =4 Mm E T 26,666 P T =6V ) T 46V d T 6.<4 m ' T 6.25 m G T ; Mm " T ? Mm D T <.4 Mm 1 T 466 MmO Con estos datos se pro'ede a ee't(ar +os '8+'(+os )(e se re)(&eren para e+ p+an de 9(e+o. a) Altura de vuelo
% T * + c T 26,666 + 6.25 m T 2566 m. b) istancia entre centros o línea base =6V
pV
A T d* &2 1 266 ) T.<4 m + 26,666 &21 266 ) T<,466 m + 6.E T ?<6 m. c) istancia entre centros adyacentes. qV
$ T d* &2 1 266 ) T.<4 m + 26,66 &2 ) T <,466 m + 6.; T 2=26 m. d) Rrea de terreno cubierta por fotografía.
S T &d*)< T &6.<4 + 26,666) < T 5. Mm< e) Rrea por modelo estereoscópico. Sm T A + # T 6.?< Mm + 2.=2 Mm T 2.E@ Mm < f) :ntervalo entre e+posiciones. 4?
6.?<&m 466&m
A
I T T 4=66 se' T 22seg. g) H"mero de líneas de vuelo. ;&m − <.4&m
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U 2 T <.?< U 2 T 4.?4 T E
) H"mero de fotografías por línea de vuelo. #
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NF"1 U 2 T 6.?<&m U 2 T ?.;@ U 2 T 26.;@ T 22 i) Humero total de fotografías $%
=4&m
H!F T $m U 2 T 2.E@&m U 2 T E<.= U 2 E4.= T EE
E6
UNIDAD No. = DEFORMACIONES GEOMETRICAS DE "AS FOTOGRAFIAS AEREAS. Se denominan deformaciones geométricas de las fotografías aéreas a un grupo de desplazam desplazamiento ientoss o imperfeccion imperfecciones es que afectan afectan la calidad calidad de la imagen desde el punto de vista cuantitativo, incluyendo incluyendo por consiguiente en las mediciones mediciones que sobre las fotos se pretendan acer. A continuación las deformaciones más importantesa) esplazamiento debido al relieve. b) esplazamiento esplazamiento debido a la inclinación inclinación de la fotografía. fotografía. c) istorsión.
DESP"A%AMIENTO DE$IDO A" RE"IE1E. Son deformaciones que sufren los ob$etos en las fotografías aéreas debido al desnivel del terreno. 7aracterísticas del desplazamiento debido al relievea) *s directame directamente nte proporcio proporcional nal a la distancia distancia que que se encuentra encuentra el punto punto de referencia al centro de la fotografía, o sea, mientras más le$os del punto principal mayor deformación. b) >ientras más grande grande es el desnivel desnivel del terreno mayor mayor es la deformación. c) *s inversa inversament mentee proporci proporcional onal a la altura altura de de vuelo. vuelo. d) as elevacio elevaciones nes que coincid coinciden en con el plano plano de referencia referencia y situada situadass verticalmente aba$o del punto nadir no sufren desplazamientos. e) *l desplaza desplazamien miento to es radial radial desde desde el nadir nadir y los puntos puntos de arriba arriba del del plano de de referencia aparecen desplazados desplazados acia afuera &U) y los deba$o acia adentro &1). 'uesto que la cantidad de desplazamiento varia en relación con la distancia desde el punto nadir, este será mayor en los bordes de la fotografía y menor en el centroG cundo se traba$a con ampliaciones deberá recordarse que, por e$emplo, al duplicar el tama3o de la foto también se duplican los valores de los desplazamientos, ya que los ob$etos estarán al doble de distancia de dico punto.
E2
1enta7as. a) b) c) d)
'ermit 'ermitee ester estereo eogra grafía fía perf perfect ecta. a. 'ermite calcular la altura altura de los ob$etos fotografiados. 7on la instrum instrumentac entación ión apropiad apropiadaa permite permite dibu$ar dibu$ar curvas curvas de nivel. nivel. 'ermit 'ermitee dibu$a dibu$arr perfile perfiless del terre terreno. no.
DESP"A%AMIENTO DE$IDO A "A INC"INACION DE "A FOTOGRAFIA . Son deformaciones deformaciones que sufren los ob$etos ob$etos fotografiados debido a la inclinación de la cámara, su efecto es despreciable en la actualidad. 'or tanto, es de menor influencia que los despl desplaza azamie miento ntoss deb debido idoss al reliev relieve, e, el má+imo má+imo An Angul guloo de inclin inclinaci ación ón admisible para foto vertical es de 4Q. *l desplazamiento desplazamiento debido a la inclinación es radial radial a partir del punto isocentroG isocentroG sin embargo, embargo, ese desplaza desplazamien miento to no sigue una relación lineal como el caso del desplazamiento debido al relieve, sino que es nulo para puntos sobre la isolinea, es positivo para puntos que se encuentran a un lado de dica línea y negativo para puntos al otro lado.
DISTOSION. *l desplazamiento debido a la distorsión de la lente es la deformación geométrica de la imagen fotográfica como consecuencia de que la lente de la cámara no es perfecta. *l error de distorsión afecta la posición de los detalles en la imagen, pero no su calidad. *ste error de distorsión puede descomponerse en dos direcciones perpendiculares. %na dirección radial a partir del punto principal que corresponde a la distorsión radial y una perpendicular a esta esta dirección conocida conocida como distorsión distorsión tangencial.
E<
COMPARACION ENTRE FOTOGRAFIAS AEREAS 0 MAPAS . 7omo 7omo result resultado ado de las deform deformaci acione oness geomé geométric tricas as estudi estudiad adas as anteri anteriorm orment ente, e, la fotografía aérea es diferente a un mapa. Sólo en el caso teórico de fotografías verticales de terreno plano plano orizontal orizontal y ob$etivo ob$etivo libre de distorsión distorsión la proyección proyección central central de la fotografía será idéntica a una proyección ortogonal del terreno.
PRO0ECCIONES GEOMETRICAS . 'or proyecciones geométricas se designa la proyección de línea o planos asta interceptar una superficie determinada o bien la transformación de un punto de una superficie a una porción correspondiente en otra superficie, valiéndose de métodos gráficos o analíticos. Pro2e'' Pro2e''&n &n Centra+6 *n la proyección central todos los rayos que unen los puntos omólogos del ob$eto o imagen, imagen, deben concurrir concurrir un punto, el cuál es llamado llamado centro de perspectiva o centro centro de proyección. proyección. *s decir, que todos los rayos de proyección se acen pasar a través de de un punto llamado llamado centro de proyección proyección o centro centro de perspectiva.
Pro2e''&n Para+e+a6 los rayos de proyección AAZ, ##Z, 77Z, son paralelos entre si. *l centro de perspectiva se encuentra en el infinito. Pro2e''&n Pro2e''&n Ortogona+6 *n la proyección proyección ortogonal todas las líneas proyectadas desde desde un ob$eto o segmento son perpendiculares perpendiculares a un mismo plano o recta. a proyección paralela y la proyección ortogonal pueden se consideradas como un caso de proyección central cuyo centro de perspectiva se encuentra en el infinito.
E4
En e+ '(adro s&g(&ente se res(men +as pr&n'&pa+es d&eren'&as entre otogra5as 2 mapas. MAPA 'royección rtogonal *scala uniforme
FOTOGRAFIA AEREA 'royección 7entral a escala varía en función de la inclinación de la fotografía y de las diferencias de nivel. (epresentación geométrica no correcta debido a1 esplazamiento causado por el relieve. 1 esplazamiento causado por la inclinación. istorsión de la lente de la cámara.
(epresentación geométrica correcta.
!odos los ob$etos visibles. Sólo incluye ob$etos visibles. Selección de ob$etos &o elementos). !odos los ob$etos incluso incluso los no visibles son representables.
os ob$etos aparecen desplazados y desfigurados por las deformaciones geométricas.
os elementos aparecen desplazados de su posición real y en tama3o diferente del real debido al proceso de *s una representación real de la corteza terrestre en que la generalización, e+ageración y simbolización. leyenda reduce el valor. *s una representación abstracta en que la leyenda es indispensable.
Fotográficamente se puede ampliar o reducir la escala &dentro de ciertos límites.
*n general es necesario redibu$arlo para cambiar la escala.
"A 1ISIN ESTEREOSCPICA. a visión estereoscópica es la propiedad que tenemos para la observación de ob$etos en tres dimensiones y es el fundamento y la condición fundamental para obtener la tercera coordenada o altura en el proceso fotogramétrico. *l o$o umano normal recibe la información tridimensional de un ob$eto por la diferencia de imágenes captada por los o$os respecto a un mismo ob$eto. *sta diferencia se debe a que la imagen formada en cada o$o es una proyección central con centro de proyección diferente. *sta propiedad permite que al observar dos fotografías de una misma zona, pero tomadas en el vuelo fotogramétrico desde dos puntos diferentes &fotogramas consecutivos con una parte com"n denominada recubrimiento) y ba$o unas ciertas condiciones, podemos obtener una sensación tridimensional de la zona. 7omo se a dico, este es el fundamento de la fotogrametría.
EE
Fig. Condiciones de toma y puntos homólogos
as condiciones que an de darse para ver el relieve en un par de fotografía aérea son2. 7ada o$o debe observar "nicamente una de las imágenes- el o$o izquierdo la fotografía izquierda y el o$o dereco, la fotografía dereca. <. as fotografías an de observarse reproduciendo las condiciones geométricas apro+imadamente de la toma, para que los aces de visión de los o$os intersecten. Si en el proceso el resultado es que se ven dos imágenes paralelas, significa que ay parala$e vertical. 'ara eliminarlo ay que mover una de los fotogramas respecto al otro. a visión directa del denominado modelo estereoscópico es muy difícil, por lo cual se utilizan diversos sistemas de visualización, entre los que destacan estereoscopios, anaglifos, filtros de polarización y diafragmas sincrónicos. os estereoscopios pueden ser de refracción o de refle+ión. Se componen de dos lentes convergentes de igual distancia focal como unas gafas que permiten con unas patas, colocarlas encima del modelo estereoscópico. a visión se realiza con líneas paralelas, de tal forma que la distancia real de visión es igual a la focal de las lentes y por tanto el observador tendrá la impresión de que las imágenes proceden del infinito y no e+istirá convergencia en los o$os. !ambién se asegurará que cada o$o mira a su imagen correspondiente. as fotografías se colocan superponiéndolas, teniendo a la vista la zona del modelo estereoscópico.
E5
Estereos'op&os de Espe7os. *n los estereoscopios de refle+ión o de espe$os las fotografías se colocan separadas, ya que unos espe$os a E5[ producen la refle+ión de los rayos ópticos para que lleguen a las lentes. *stán provistos de unos binoculares de entre 4 y @ aumentos, ya que la distancia lente1plano es muco mayor. a observación con estos es muco más cómoda y sencilla, al mismo tiempo que aumenta la percepción del relieve.
*n ambos casos, la observación se ace con líneas de visión paralela. os otros métodos son de observación con líneas de visión convergente, más cómodas y naturales. *n el método de anaglifos, los fotogramas del modelo se colorean de forma individual con colores complementarios, normalmente azul en el izquierdo y ro$o en el dereco, observando con lentes coloreadas al revés, de tal forma que cada o$o ve sólo una imagen, cumpliéndose el requisito fundamental de la visión estereoscópica- el o$o que observa a través del filtro ro$o percibirá el fondo del papel como ro$o y todo lo que está E=
impreso en ro$o se confundirá y por tanto no se visualizará, mientras que si visualizará lo que está en azul y viceversa. *n los métodos de polarización, la luz se polariza &vibra) y se propaga, interponiendo en la trayectoria del rayo de la imagen izquierda y dereca filtros de polarización en planos perpendiculares, de tal forma que la luz procedente de cada imagen sólo se vibrará en un plano del espacio, siendo estos perpendiculares entre sí. a observación se realiza con unas gafas con cristales con filtros de polarización en planos perpendiculares entre sí, con lo cual con cada o$o sólo se verá la imagen correspondiente. as imágenes están mezcladas, superpuestas, pero cada una se polariza de una forma diferente. a venta$a de este método respecto al anterior es que permite observar la imagen en sus colores naturales. tro sistema es el de diafragmas sincronizados que se abren y se cierran simultáneamente en proyectores y gafas de forma sincronizada y con gran rapidez. PRO$"EMA FUNDAMENTA" DE "A FOTOGRAMETRHA. 7omo se a visto asta aora, la reconstrucción de la posición de un par de fotogramas tal y como se icieron en el momento de la toma, permite una visión estereoscópica del modelo fotogramétrico. :gualmente, esa reconstrucción de la posición de los fotogramas, por analogía geométrica, nos permitirá la medición de coordenadas tridimensionales para la elaboración del mapa.
Fig.. Modelo estereoscópico
*ste precisamente es el problema fundamental de la fotogrametría en el proceso- la reconstrucción de la geometría en el espacio &a escala) de las posiciones de los fotogramas. 7on ello podremos reconstruir geométricamente &o me$or dico, analíticamente) los aces perspectivos que unen pares de puntos en el fotograma izquierdo y dereco con los correspondientes puntos en el terreno. E;
'ara reconstruir los aces perspectivos que determinan los puntos A, #, etc, el problema se resuelve con tres orientaciones sucesivas1 rientación interna- consiste en averiguar la focal &es un parámetro constante de la cámara si se a eco la calibración correspondiente) y la posición del punto principal en cada fotograma, L. *sto se puede resolver midiendo las coordenadas en un determinado sistema &que denominaremos sistema fotografía) de las marcas fiduciales. 1 rientación relativa- consiste en orientar los dos fotogramas en el espacio en la misma posición que en el instante de toma, es la orientación espacial del az de rayos perspectivos. Si orientando una foto con respecto a otra conseguimos eliminar la parala$e vertical, el problema estará resuelto, el rayo a 22 se cortará con el rayo a <<, precisamente en el punto A. a orientación relativa consistiría en el posicionamiento de un sólido en el espacio, es decir, un problema de = incógnitas- 4 translaciones y 4 giros alrededor de los tres e$es principales. *n realidad, 5 incógnitas, ya que la modificación de la base en sentido del e$e de vuelo &b +) sólo modificará la escala del modelo, modificando asimismo la parala$e orizontal p + y no la parala$e vertical, que es la finalidad de la orientación relativa &eliminarla). Si se a conseguido esto, fi$ándonos en la figura anterior, podemos imaginar que tenemos materializado el modelo del terreno &a escala), pero el con$unto rígido de fotogramas con centros de proyección, aces perspectivos y modelo no están fi$ados a"n en una posición en el espacio con respecto al sistema de referencia terrestre de coordenadas. rientación absoluta- sería el posicionamiento y nivelación del modelo con respecto al sistema de referencia terrestre, así como averiguar la escala del modelo. 'or ello abría ; incógnitas en este problema. Se resuelve con la ayuda de puntos de control o puntos de apoyo medidos en el terreno e identificables en los fotogramas. 7on las coordenadas terreno de 4 puntos &9, I, K) podríamos llevar el modelo a su posición absoluta en el espacio &4 traslaciones) y CnivelarloC, fi$ar la orientación del modelo respecto al sistema de coordenadas &4 giros). (ealizadas estas tres orientaciones, el modelo estaría orientado y se podría empezar a determinar coordenadas absolutas de los puntos que midamos. *n esta idea general y resumida del problema diremos que un instrumento que permite acer todas estas operaciones se llama restituidor. as diferentes maneras de resolver y tratar el problema da lugar a diversos tipos de restituidores y ramas de la fotogrametría. os restituidores ópticos y mecánicos aportan soluciones analógicas al problema- los clicés fotográficos en forma de diapositiva son dispuestos en unas placas de vidrio e iluminados desde arriba. as placas de vidrio pueden girarse en torno a tres e$es, de tal forma que permiten la orientación relativa, mientras que comple$os mecanismos, como brazos mecánicos materializan los rayos perspectivos y por medio de engrana$es se miden coordenadas. *sta es la solución de la fotogrametría analógica, con restituidores óptico1mecánicos, actualmente en completo desuso. E@
'osteriormente, la solución analítica en potentes ordenadores, planteando las ecuaciones correspondientes para las diferentes orientaciones seg"n la zona del modelo que se estuviera e+plorando y aparatos con servomotores para el movimiento de placas, vino a sustituir el concepto tradicional de la fotogrametría analógica, dando lugar a la fotogrametría analítica. #ásicamente se trata de un estereocomparador que mide las coordenadas placa &+, y) y un ordenador que realiza la transformación analítica a coordenadas terreno &9, I, K). *stos aparatos se desarrollaron a partir de los a3os @6 asta finales de los ?6, una vida relativamente corta. Actualmente, el ba$o coste de la fotogrametría digital, así como su versatilidad y rendimiento, a desplazado completamente a los restituidores analíticos, si bien los planteamientos matemáticos en el problema de la fotogrametría en la analítica apenas an cambiado respecto a la digital. os restituidores digitales son simples ordenadores con el softLare correspondiente y un sistema de visualización estereoscópica de anaglifos, gafas polarizadas o similar. os principios matemáticos y las e+plicaciones que a continuación se desarrollan para resolver el problema fundamental de la fotogrametría se referirán a las técnicas de fotogrametría analítica y digital, ya que la analógica, usada asta ace pocos a3os, a pasado ya definitivamente a la istoria.
"A RESTITUCIN FOTOGRAMTRICA. %na vez formado el modelo estereoscópico, éste constituye la base para la e+tracción de información y dibu$o del mapa correspondiente. *ste es el proceso que se conoce con el nombre de restitución- la e+tracción de la información métrica por medios estereoscópicos y con ayuda de un índice móvil seg"n el principio de la marca flotante ya estudiado. Al aparato que permite acer la restitución, así como todas las operaciones de medición de coordenadas y orientaciones se le denomina restituidor. Seg"n el método de formar el modelo y realizar las operaciones necesarias, así como la restitución, podemos distinguir tres tipos de restituidores &y como resultado, tres tipos de fotogrametría)1 (estituidores analógicos- aunque ya pertenecen al pasado, an estado vigentes desde el inicio de la fotogrametría asta los a3os ocenta. *n ellos el modelo se forma óptica o mecánicamente o una combinación de ambas formas. os proyectores iluminan desde arriba los positivos en forma de transparencia, colocados en unos portaplacas que permiten físicamente los giros y traslaciones propios de las orientaciones. Se eliminan las parala$es verticales mediante la fusión óptica de las imágenes omólogas moviendo y girando los portaplacas seg"n una secuencia establecida. *n los restituidores óptico1mecánicos unas barras que giran en torno a unas rotulas y tienen movimiento de traslación, materializan los aces perspectivos. a e+ploración del modelo y la visión estereoscópica se realiza ópticamente, con un sistema similar al estereoscopio de espe$os. >ecánicamente el modelo se forma a una escala determinada y se complementa con un sistema gráfico que permita dibu$ar a otra escala requerida el mapa, a través de un sistema trazador.
E?
(ectificadora Keiss
1 (estituidores analíticos- constan de un sistema similar en cuanto al portaplacas, pero las relaciones entre las coordenadas fotografía y las coordenadas terreno se realizan analíticamente, por cálculo y transformación de coordenadas y la e+ploración del modelo y los movimientos en la orientación se realizan a través de servomotores en los portaplacas. %n elemento esencial es un estereocomparador que permite medir coordenadas fotografía con gran precisión. %n ordenador transforma en tiempo casi real estas coordenadas a coordenadas terreno, a través de los parámetros de orientación e+terna y un softLare 7A permite restituir los elementos gráficamente en el mapa al recorrerlos con el índice de la marca flotante. *l sistema de visión suele ser de anaglifos, gafas polarizadas o pantallas asíncronas. Actualmente, también estos aparatos, que empezaron a aparecer en los ocenta, están siendo sustituidos por los restituidores digitales, debido a su menor coste y versatilidad. 1
(estituidores digitales o estaciones fotogramétricas digitales &*F)- son simples ordenadores con pantallas de buena resolución y un sistema de visión estereoscópica similar a los analíticos. a medición y transformación de coordenadas así como las orientaciones es realizada analíticamente por el ordenador. *l modelo estereoscópico se presenta aplicando en tiempo real la 56
transformación a las imágenes mediante un procedimiento analítico. e la misma forma, un índice va e+plorando el modelo y mediante un 7A asociado permite el trazado de mapas. as fotografías son imágenes digitales, para lo cual previamente ay que escanear las fotografías a gran resolución &25 P 46 micras por pí+el), de tal forma que se necesitan escáneres de alta calidad. Actualmente, la fotogrametría digital se a impuesto totalmente desde finales de los ?6, ya que frente al alto coste de los restituidores analíticos, un simple ordenador permite realizar todas las tareas, incluso tareas automatizadas que antes requerían un operador. o que realmente cuesta dinero es el softLare &entre un @6 P ?6V del coste total de una *F). !ambién el escáner, si se quiere disponer de él, tiene un coste económico considerable, más que la propia *F. 7ualquiera de los tres tipos de instrumentos permiten formar el modelo y su posterior restitución recorriendo los elementos a restituir con el índice, cuyos movimientos son registrados al mismo tiempo en el programa de 7A. 7ada elemento es registrado con un determinado código o en su capa correspondiente, aunque posteriormente siempre será necesario un traba$o de edición para corregir errores, contrastar y cequear, editar toponimia, etc. a información a restituir y el detalle depende de la escala final de la cartografía- un casco urbano a escala 2O566 necesita restituir las aceras y otros mucos detalles ®istros de suministros, mobiliario urbano, etc), pero en un 2O26.666 será suficiente con dibu$ar las man a planimetría comprende todos los detalles como1 (ed viaria &autopistas, autovías, carreteras, caminos, sendas, ferrocarriles...). 1 (ed idrográfica &ríos, arroyos, barrancos, canales, vaguadas, lagos, embalses...). 1 *dificaciones. 1 %sos del suelo y vegetación &monte ba$o, matorral, erial, regadío, secano...). 1 *lementos abstractos, como divisiones administrativas o parcelario, límites de parques naturales... 1 (ed eléctrica, telefónica y conducciones lineales. 1 H"cleos de población, edificaciones aisladas, edificios singulares. a interpretación de todos estos elementos e+ige que el operador fotogramétrico esté entrenado en el reconocimiento y fotointerpretación. a finalidad del mapa dictará en todo caso la cantidad y detalle de los elementos a restituir &en un mapa turístico de monta3a es importante se3alar sendas y caminos, fuentes, etc). a representación del relieve se realiza mediante curvas de nivel y puntos acotados de puntos singulares. Hormalmente las curvas se dibu$aban manteniendo /posado0 el índice de la marca flotante sobre el terreno y recorriendo la curva de nivel correspondiente. Actualmente, las *F incorporan módulos de obtención automática de modelos digitales del terreno &>!), sin más que recorrer posados líneas singulares como collados, vaguadas &líneas de rotura) y definiendo un cierto intervalo de malla o distancia entre puntos. *sto a simplificado sumamente la tarea de restitución altimétrica.
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'osteriormente a la restitución, es necesaria una edición posterior para la unión de modelos en un solo ficero y selección de la zona del mapa, integración de cuadrícula y coordenadas, edición de la información alfanumérica y toponimia, inclusión de carátula, título, nombre, etc. a información se puede dividir en planimetría y altimetría.
ESTACIONES FOTOGRAMTRICAS DIGITA"ES BEFD:. as *F an sustituido en los "ltimos a3os a todo tipo de restituidores de manera masiva en la producción de productos cartográficos y datos geográficos para S:D, debido a la gran versatilidad que ofrecen, su alto rendimiento en producción y su ba$o coste. %na *F consta básicamente de un ordenador potente con un sistema de visualización estereoscópica de cualquier tipo comentado anteriormente, con un sistema gráfico con alta disponibilidad de memoria y capacidad de superposición de imágenes. *l paquete de softLare puede incluir diversos módulos para realizar las diversas tareas necesarias, desde los básicos de orientación, restitución con trazado en 7A, aerotriangulación, generación de >!, generación de ortofotos, curvados, etc. *l sistema de visión estereoscópica en una *F es un aspecto fundamental, pudiéndose realizar de distintas variables que se suelen clasificar en1 !emporal- edición en pantalla de una y otra imagen del modelo de manera continuada en un espacio muy peque3o de tiempo. 1 (adiométrica- polarización de luz &con gafas activas o pasivas) y anaglifos. 1 *spacial- con pantalla partida y sistema de visión similar a un estereoscopio. *stos métodos, que se pueden combinar, dan lugar a los diferentes sistemas de visión1 Dafas pasivas- mediante la superposición al monitor de un modulador de cristal líquido, se produce una polarización, de manera que cada 2O2<6 segundos cambia la polarización para la imagen izquierda y dereca &en pantallas de =6 Bz) y las gafas decodifican las imágenes de manera que el operador ve alternativamente la imagen izquierda y dereca. 1 Dafas activas- las imágenes se muestran en pantalla de manera alternativa secuencialmente a 2<6 Bz y las gafas, mediante cristales con obturador, separan las imágenes a la misma frecuencia y proporcionan al observador el efecto estereoscópico. a sincronización entre pantalla y obturador se produce mediante un emisor de rayos infrarro$os. 1 >étodo espacial- la pantalla ofrece las imágenes de la fotografía izquierda y la fotografía dereca partidas en la pantalla y se monta un estereoscopio enfrente de la misma. *s evidente que el monitor reduce el área de observación, por lo que a veces se pueden utilizar dos monitores. 1 Anaglifos- con imágenes en ro$o y verde y observación con gafas de anaglifos para separar ambos colores. *l aspecto más venta$oso de la restitución digital consiste en el alto grado de automatización de procesos productivos, un campo éste a"n por desarrollar. as 5<
orientaciones, sobre todo la interna y la relativa, la transferencia de puntos en aerotriangulación, la generación automática de >! y la transformación de imágenes &ortofotos, rectificación, vistas perspectivas, etc) son actualmente procesos prácticamente automatizados. a b"squeda automatizada de elementos omólogos también es un aspecto destacado que suele estar implementado- el operador selecciona el punto de interés y el sistema proporciona la posición omóloga en el par. tras veces todo el proceso se realiza automáticamente, por e$emplo para la orientación relativa- selección automática de un buen n"mero de puntos uniformemente distribuidos por el modelo y sus omólogos. a *F se dirige automáticamente a una malla predeterminada de puntos donde la parala$e se elimina moviendo virtualmente una placa con respecto a la otra fi$a. a triangulación aérea también es un e$emplo acerca del potencial que las *F ofrecen respecto a los métodos tradicionales en su automatización. %na operación semiautomática es la e+tracción de elementos cartográficos, como entidades lineales &carreteras, caminos), elementos superficiales artificiales y puntuales &e+tracción dimensional de edificios). a realización automática de >! seg"n un determinado paso de malla en fotografías contrastadas es una operación casi totalmente conseguida, aspecto este que aorra un tiempo considerable en el proceso de restitución, aunque siempre es necesaria una corrección posterior para detectar posibles errores. tras utilidades implementadas son la me$ora, corrección y realce radiométrico de imágenes, calibración, compresión, epipolarización, rectificación, modelización 4, perspectivas, etc, incluso se está implementando la combinación con Sistemas de :nformación Deográfica integrados.
ORTOFOTOGRAFHA/ MOSAICOS 0 RECTIFICACIN. 'ara mucas aplicaciones cartográficas se necesita la imagen fotográfica con aspecto métrico. Sin embargo, como se a dico anteriormente, la fotografía aérea no constituye un mapa en su carácter métrico debido a que está afectada fundamentalmente de dos causas de error1 Falta de verticalidad del e$e de toma. 1 esplazamiento de la imagen debido al relieve. Seg"n sea la corrección de estos errores en la fotografía se pueden obtener diferentes productos cartográficos1 >osaicos- mediante la unión directa de fotogramas, sin corrección geométrica de imagen, considerando zonas centrales del fotograma como casi libre de errores. 1 (ectificación- corrige el error debido a la inclinación del e$e de toma. 1 rtoproyección- corrige los dos errores por unidades diferenciales de imagen para formar una fotografía perfectamente métrica.
RECTIFICACION. *strictamente ablando es el proceso mediante el cual se elimina el efecto debido a la inclinación del e$e de la fotografía. Si bien se a apuntado que el e$e fotográfico es vertical, e+isten peque3as inclinaciones no predecibles a corregir. Si bien se aplica en 54
fotogrametría aérea, actualmente se utiliza más asiduamente en teledetección, para corrección de imágenes de satélite. 7omo la rectificación no corrige el efecto producido por el relieve, la condición importante para aplicar una rectificación directa es que el terreno sea prácticamente llano. 7omo veíamos en la geometría de la foto aérea, el desplazamiento debido al relieve viene dado por la e+presión \r T r O B, de tal forma que en imágenes de satélite el cociente entre la altura de un punto y la altura de vuelo se ace muy peque3o, esta influencia no llega a ser como en fotogrametría aérea y el método se puede aplicar directamente &con ciertas reservas). *sto se ace por unidades diferenciales de imagen, en este caso pí+el a pí+el. *n el pasado la rectificación y ortoproyección de imágenes se acía de una manera óptica o mecánica. Actualmente, el procesamiento analítico de imágenes es toda una e+tensa ciencia en desarrollo.
AP"ICACIONES DE "A FOTOGRAMETRIA. a primera utilización de la fotogrametría consistió en la realización de mapas y planos topográficos. e eco, los mapas base de la cartografía de cualquier país, son obtenidos mediante ella. Actualmente, además de la realización de estos mapas base, se realizan mucos otros tipos de mapas de carácter especial, los cuales pueden presentar gran variedad de escalas, y se utilizan en el proyecto y dise3o de obras tales como autopistas, carreteras, vías de ferrocarril, puentes, tuberías, oleoductos, gasoductos, líneas de transmisión, presas idroeléctricas, estudios urbanos, etc. Además de estos mapas, orientados principalmente al desarrollo de obras de ingeniería civil, podemos mencionar mapas realizados para uso catastral, mapas geológicos, mapas de suelos, mapas forestales, etc. entro de las disciplinas que se benefician de la fotogrametría no topográfica podemos mencionar a la arquitectura, en el levantamiento de monumentos y de sitiosG la arqueología, en aplicaciones similares a las usadas en arquitecturaG la bioestereometría, en el estudio de formas de seres vivosG la construcción naval, la automotriz y la de maquinaria pesada acen también uso de esta disciplina. %na importante cantidad de la información cartográfica producida mediante el empleo de la fotogrametría, es utilizada como referencia espacial en bases de datos digitales. *stos, se integran con otros datos obtenidos por diferentes medios, generalmente de carácter cualitativo y descriptivo para conformar sistemas de información geográfica &S:D).
PRODUCTOS FOTOGRAMETRICOS. a fotogrametría genera productos finales, gráficos, fotográficos yOo digitales, en función de la aplicación que tendrán los mismos. iscriminando estos productos seg"n el proceso y su forma final, se pueden agrupar seg"n los tipos que se describen brevemente a continuación.
Mapa de +5neas. *s el producto por e+celencia de la fotogrametría. Actualmente e+isten dos modalidades de medios de presentación de los mapas- los tradicionales, los 5E
cuales son ploteados sobre una mesa de dibu$o por el aparato restituidor, y los numéricos los cuales son realizados mediante una interfase que conecta los movimientos del aparato restituidor para que puedan ser realizados mediante un programa 7A &7omputer Assisted esign). *n estos programas, los elementos que conforman la información que se e+trae del modelo, se registran mediante puntos, líneas y polígonos, en diferentes capas seg"n su contenido temático. *sta información puede editarse y completarse una vez eca la restitución, por lo que se obtiene un plano digital del terreno, que por su naturaleza, se presta especialmente para su utilización en los Sistemas de :nformación Deográficos.
P(ntos de 'ontro+. 'or medios fotogramétricos se pueden determinar las coordenadas espaciales &9, I, K) de puntos sobre el terreno, para densificar los puntos que ya se conocen, y los cuales son obtenidos por medios topográficos. Fotomosa&'o. *s un ensambla$e de dos o más fotografías que presentan entre ellas un área com"n. Se clasifican en1 7ontrolados- fotos rectificadas y trianguladas. 1 Semicontrolados- fotos rectificadas o trianguladas. 1 Ho controlados- fotos sin rectificar ni triangular. Ortooto. *s una fotografía o un con$unto de fotografías cuyas imágenes de los ob$etos Se encuentran en su verdadera posición planimétrica. *sto se logra mediante un proceso enominado rectificación diferencial, en el cual se eliminan los efectos de inclinación y del desplazamiento por relieve, propios a las fotografías. 'or ello, las ortofotos son equivalentes a los mapas de líneas en lo referente a su precisión geométrica. 'ara la realización de la ortofoto es necesario crear el modelo estereoscópico del terreno, para de esta forma, proyectar en forma ortogonal, mediante el uso de la rectificación diferencial, la fotografía izquierda del modelo sobre película fotográfica, la cual, una vez revelada, es la ortofoto. Ortooto estereos'p&'a. *stá conformada por dos imágenes, donde la imagen izquierda es una ortofoto de la fotografía izquierda y la imagen dereca es una ortofoto de la fotografía dereca, la cual contiene la suma de los parala$es en + obtenidos de las variaciones de altura de los puntos correspondientes del terreno. *sta "ltima ortofoto es denominada estereomate, la cual puede ser considerada como una proyección paralela oblicua del terreno, sobre el plano de proyección.
1ENTAJAS 0 "IMITACIONES DE "A FOTOGRAMETRIA. a fotogrametría es una disciplina basada en la reconstrucción 4 de la realidad a partir de imágenes bidimensionalesG es por ello, que sus venta$as y desventa$as están estrecamente ligadas a las formas de registro &generalmente fotografías aéreas), y a los métodos y equipos de restitución.
1ENTAJAS DE "A FOTOGRAMETRIA.
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] (educción de costos. *stá relacionado con el tama3o del área a restituir. A partir de las <66 a. de superficie, el método fotogramétrico se torna competitivo frente al método topográfico, aumentando esta competitividad a medida que el área se ace más e+tensa. ] (educción del traba$o de campo. *l traba$o de campo es un componente oneroso de todo traba$o topográfico, cuyo costo aumenta con la accesibilidad y las condiciones de clima adverso. a reducida cantidad de puntos y el control necesarios en la fotogrametría, reduce la estadía en el campo. ] 8elocidad de compilación. *l tiempo requerido para realizar un mapa fotogramétrico es mínimo, comparado con el que requiere el levantamiento topográfico y su posterior traba$o de gabinete. ] ado el poco tiempo necesario para el levantamiento fotogramétrico, con el que se obtiene una reproducción fiel del terreno, en un periodo determinado, nos facilita datos muy valiosos en los casos de cambios s"bitos, como por e$emplo- durante o después de catástrofes naturales. ] Fle+ibilidad. *l método fotogramétrico puede ser realizado en un variado rango de escalas, dependiendo de la escala de las fotografías y del tipo de aparato compilador utilizado, dependiendo también de la disponibilidad de recursos económicos y técnicos. 'or ello, suministrar mapas o sustitutos con diferentes tiempos de producción, costos y precisión. ] (egistro multitemporal. *s muy "til para verificar mapas fotogramétricos. as fotos aéreas proveen un registro preciso de las características del terreno en la feca en que fueron tomadas, lo cual permite realizar comparaciones entre fotos de otras fecas, para evaluar cambios en el terreno. as fotos aéreas también pueden ser empleadas, para otros usos diferentes al del proyecto original, ya que además de información métrica, las fotografías aéreas proporcionan información de carácter cuantitativo y cualitativo. ] a Fotogrametría se puede aplicar en regiones donde no pueden utilizarse los métodos clásicos, como, por e$emplo- en regiones intransitables, tales como- ciénagas, desiertos, selvas vírgenes, territorios azotados por alguna epidemia u ocupados por fuerzas enemigas, etc., debido a la característica intrínseca de la fotogrametría, de que los ob$etos pueden ser medidos sin necesidad de estar cerca de ellos. ] a aerofotogrametría aporta además una serie de venta$as, tales como, la fotografía en si, la cual es un documento que permite efectuar cualquier control en un momento dado. !ambién se pueden obtener de ella datos $urídicos, geológicos, istóricos y geogénicos de suma importancia.
DES1ENTAJAS DE "A FOTOGRAMETRIA. ] 8isión de la superficie del terreno cuando e+iste densa cobertura vegetal. *n este caso es imposible ubicar la marca flotante sobre el terreno, por lo que se debe presumir una altura promedio de la vegetación con respecto al suelo. Sin embargo, como la cubierta vegetal tiende a suavizar los accidentes topográficos del terreno, siempre e+istirán 5=
errores en la ubicación de las curvas de nivel, aunque se pueda verificar la cota en los claros que e+istan en la vegetación. ] %bicación de curvas de nivel sobre superficies planas. *l determinar la trayectoria de una curva de nivel en un terreno plano tiene un alto grado de dificultad, debido a la imprecisión en la colocación de la marca flotante. *n consecuencia, se colocan puntos acotados en la restitución o se complementa con traba$o de campo. ] *l lugar debe ser inspeccionado para determinar aquellos elementos que no son visibles en forma satisfactoria, o que cuya naturaleza e+acta no puede ser determinada en el estereomodelo. ] Siempre es necesario realizar un control de campo. ] a aplicación de la fotogrametría requiere una inversión considerable de equipo y de personal especializado, por lo que su costo es elevado. ] 'ara realizar nuevos levantamientos se requiere la obtención de nuevas fotografías.
5;
UNIDAD No. "ECTURA E INTERPRETACION DE FOTOGRAFIAS AEREAS. a fotografía aérea es un documento de dos dimensiones, el puede observarse en tres dimensiones, por medio de la estereoscopia. as dos primeras dimensiones son abituales en todas las personas. a tercera dimensión, o sea, la observación del relieve, se obtiene mediante el e+amen de un de fotografías aéreas con el estereoscopio. *ste aparato produce una relativa e+ageración del relieve, lo que favorece la fotointerpretación. os diferentes tonos del claro al oscuro tienen un significado propio que el fotointérprete debe descubrirG sin embargo, es necesario tener en cuenta olas deformaciones que presentan las fotografías aéreas. 7ada ob$eto tiene un grado de reflectividad que le es propio, el cual depende de su naturaleza. Si embargo, esta reflectividad varía en las diferentes longitudes de onda y depende de la orientación de los ob$etos &o superficie reflectora) con respecto a la cámara y del ángulo de incidencia de los rayos solares. *n una fotografía de película pancromática, una superficie acuática, por e$emplo, puede aparecer /blanqueada0 por un fenómeno de espe$ismo, mientras que en otra puede aparecer oscura.
"ECTURA DE UNA FOTOGRAFIA AEREA. 'ara utilizar una fotografía aérea es conveniente conocer sus características básicas, especialmente en cuanto se refiere al tipo de fotografías, clase de emulsión, defectos específicos, etc. 'orque cuando se observa una fotografía aérea, la visión es atraída por los diferentes tonos, patrones y formas geométricas, las cuales conforman los contrastes de una fotografía aérea. *l observador relaciona entonces involuntariamente lo percibido en la fotografía, con los ob$etos que le son conocidos.
ASPECTOS DE "AS IMGENES FOTOGRAFICAS USADOS EN FOTOINTERPRETACION. Forma. *ste aspecto por si sólo, mucas veces permite la identificación de ob$etos sin necesidad de acer uso de otras características, e$emplo : pista de aterriza$e, estadio de béisbol, carretera, vías férreas, entre otros. Tono Fotogr8&'o . b$etos de diferentes colores, tono o composición, refle$an la luz de diferentes maneras y por consiguiente, se registran sobre la imagen en tonos diferentes. *$emplo: árboles coníferos en contraste, con árboles de o$as ancaG campos cultivados y campos abandonadosG arena y tierra negra, etc. TamaKo. *l tama3o de un ob$eto es función de la escala de la fotografía. *ste aparece más peque3o a medida que disminuye la escala, pero se mantiene constante para todos los ob$etos en la imagenG e$emplo : una autopista y un caminoG edificaciones para viviendas y tumbas del cementerio. 5@
Patrn. *l patrón de localización de un n"mero de ob$etos en la imagen, es una indicación del uso a que están su$etos los ob$etos que se e+aminan. *$emplo- los edificios de un campamento militar e+iben un patrón diferente , a los edificios de en una barriadaG los árboles de una plantación artificial, tienen una simetría diferente a los árboles de un bosque natural. a manera de cultivar una porción de terreno nos puede suministrar información, respecto a la topografía, tipo de suelo y naturaleza del cultivo.
5?
Som-ras. a sombra de los ob$etos ayuda a identificar ciertos ob$etos, aunque también es e que dificulte la interpretación de otros. 7omo e$emplo, podemos tomar la imagen de una cimenea o torre de transmisión que se encuentra ubicada en una zona industrial. a imagen de estos ob$etos proporciona muy poca información acerca de su naturaleza, pero si observamos la sombra, es posible identificar el ob$eto e inclusive la altura. 'or otro lado, como una ilustración del efecto negativo e$ercido por las sombras, tenemos el caso, de la proyección de estas sobre edificios altos, bosques, nubes, etc.
=6
S&t&o o Pos&'&n Geogr8&'a 2 U-&'a'&n Topogr8&'a . a posición geográfica nos indica el tipo de vegetación y suelo que podemos encontrar. *n las regiones de la costa, es posible encontrar manglares, palmeras, salitrales, etc.G en cambio, en las regiones monta3osas encontramos, plantaciones de café, ciertos tipos de árboles frutales, coníferas, entre otros. Te,t(ra. a te+tura e+ibida por la imagen de un ob$eto, está influenciada por la escala de la fotografía, tipo de papel fotográfico, procesamiento, etc. a te+tura sirve para identificar diferentes ob$etos. *$emplo- árboles peque3os y árboles maduros, cuerpos de agua, etc. Re+a'&n a Otros O-7etos . a posición de un ob$eto en relación a otros, puede indicar el uso que se da al ob$etoG e$emplo : graneros, establos, estanques de agua, entre otros. N&9e+ de Reeren'&a . *s la abilidad que tiene el fotointérprete para sacar conclusiones en base a su conocimiento. a familiaridad tonel área, país, región, capacitará al =2
interprete para sacar más información de sus fotografías, que al no estar familiarizado con el área.
FASES EN E" PROCESO DE FOTOINTERPRETACION. a comple$a actividad que llamamos fotointerpretaciónG puede verse como un proceso que puede ser dividido en un n"mero de fases. *stas fases nos llevarán progresivamente más cerca de obtener la mayor información de las fotografías aéreas, con respecto al propósito particular para el cual la usamos, generalmente se definen tres fases. a) etección, reconocimiento e identificación. b) Análisis. c) 7lasificación. a) Dete''&n/ re'ono'&m&ento e &dent&&'a'&n. *sta es la fase inicial del estudio de las fotografías aéreasG corresponda a la observación directa de ob$etos y fenómenos visibles en las fotografías aéreas. *l término más comprensivo para esta fase sería oto+e't(ra/ esta fase de fotolectura puede dividirse en los siguientes pasos : •
•
•
Dete''&n- descubrir que alg"n ob$eto está en la fotografía aérea. Re'ono'&m&ento- por su forma, tama3o y otras propiedades visibles observamos un ob$eto familiar. Ident&&'a'&n: cuando podemos identificar el ob$eto o fenómeno, con algo conocido por su nombre o término específico.
b) An8+&s&s. Significa básicamente dividir la fotografía aérea en sus partes constituyentes, lo cual es eco sobre la base de una evaluación cualitativa y cuantitativa de ciertas clases de ob$etos o fenómenos. 7uando se inicia con la fase del análisis en la interpretación, primero es necesario seleccionar cuales ob$etos o fenómenos van a ser analizados. *sta escogencia dependerá del campo de la ciencia para la cual se emplean las fotografías aéreas. *l conservacionista de suelos, comenzará analizando el patrón de erosión del en término de tipo y gradoG el sociólogo probablemente delimitará las áreas de asentamientos umanos y las diferencias de acuerdo a su tipo de densidad. ^ueremos enfatizar, que el análisis deberá ser sistemático &usar siempre los mismos criterios), por e$emplo, no se deben delinear fenómenos al azar, sino que toda la fotografía aérea y todas las fotografías deben ser sistemáticamente escudri3adasG s no se ace esto, el análisis pierde su valor científico.
': C+as&&'a'&n. 7uando comparamos unidades sobre la base de características físicas y culturales variables tal como son reconocidas en las fotografías aéreas, entonces, debemos automáticamente definirlas. Una 'ompara'&n -asada en +as 'ara'ter5st&'as de&n&das de +as (n&dades )(e res(+tan de+ an8+&s&s nos ++e9ar8 a +a '+as&&'a'&n .
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d) Ded(''&n. a deducción es considerada como una cuarta fase de fotointerpretación y entonces es definida como la fase que trata combinar las observaciones en las fotografías aéreas y el conocimiento de otras fuentes de información, que no puede ser observada directamente en la foto imagen misma. !ambién, ablamos de deducción cuando llegamos a una conclusión, por causa de un cierto n"mero de observaciones en la fotografía aérea, que llevan todas acia una conclusión final, aunque cada observación tomada individualmente, tiene poca o ninguna significación. *n lugar de considerar la deducción como una fase separada e la fotointerpretación, se deberá considerar como un proceso inerente a cada fase de la fotointerpretación, e+cepto en la detección, ya que la deducción $uega un papel importante en la fase de reconocimiento e identificación.
"a ase de an8+&s&s 2 '+as&&'a'&n/ tam-&én &n'+(2en (na -(ena 'ant&dad de ded(''&nL (na de'&s&n so-re '(a+es de +as d&eren'&as entre (n&dades son &mportantes para (na '+as&&'a'&n se -ase en +a ded(''&n 2 a>n +a es'ogen'&a de +os e+ementos (sados en n(estros an8+&s&s/ p(ede 'ons&derarse 'omo (na ded(''&n. E"EMENTOS NATURA"ES. !. E+ re+&e9e . 'or lo general, el relieve no puede ser determinado con precisión mediante una sola fotografía aérea. Si embargo, en una sola fotografía aérea puede obtenerse información valiosa con relación al relieve, especialmente sobre detalles como acequias, leco de corrientes secas, terrenos ondulados, etc. *n las fotografías aéreas, el relieve se destaca por sombras, líneas de corrientes, arrecifes, forma de terrenos agrícolas / (-&'a'&n de matorrales y vegetación natural, curvas de carreteras no me$oradas, cortes o em-ar)(es remo7ados y carreteras me$oradas, mancas de umedad sobre el terreno, etc. <. Corr&entes. as corrientes pueden reconocerse por sus cursos repentinos, ancuras irregulares y frecuentemente por el crecimiento natural de árboles y matorrales a lo largo de sus riberas. as corrientes muy angostas pueden ser ocultadas por la maleza, pero a"n así sus cursos pueden seguirse con facilidad. os lecos de corrientes secas, pueden identificarse fácilmente cuando están al descubierto. *n los bosques, será difícil o imposible determinar la ubicación e+acta de corrientes peque3as, a no ser que por referencia de un mapa o por inspección del terreno. as evidencias visibles de tales corrientes, son las quiebras o variaciones de la vegetación. 4. Pantanos. as regiones pantanosas o inundadas, tienen una apariencia característica y pueden reconocerse sin dificultad. 'or lo general, ay canales que atraviesan los pantanos y que aparecen como corrientes indistintas de cursos muy repentinos, o pueden tener mucas corrientes peque3as que también son muy irregulares. E. E,tens&ones de ag(a . as e+tensiones de agua, que tienen una apariencia característica, considerablemente más claras u oscuras que el terreno que las rodea, de acuerdo a la cantidad de refle$os en la superficie al tomar la fotografía aérea. Al estudiar las orillas de las e+tensiones de agua, es recomendable determinar si estas son pantanosas o de terreno seco, o de barrancos elevados o playas niveladas. =4
5. $os)(e 2 Matorra+es . os bosques en las fotografías aéreas aparecen como masas oscuras de delineación irregular. a forma e+acta, tama3o y densidad se muestran con más claridad y precisión, que en un mapa topográfico corriente. as características de las estaciones se refle$an en las fotografías aéreas. urante el invierno, en fotografías aéreas con bosques, el folla$e está ausente, mostrándose sustancialmente todo el detalle del terreno, que durante el verano estaría total o parcialmente oculto en las fotografías aéreas del mismo bosque. os bosques verdes se presentan oscuros y densos en todas las estaciones, los matorrales aparecen similares a los bosques claros, pero pueden distinguirse más en carácter esparcido y carencia de altura y de sombra. =. $arran'os/ Canteras/ D(nas de arena/ (e-radas 2 derr(m-es. os barrancos, canteras, dunas de arena, quebradas, derrumbes, etc. muestran muy claramente sus cambios repentinos en elevación y profundidad, mediante luz y sombras. *stos pueden ser reconocidos fácilmente. ;. C(+t&9os. os campos agrícolas, están marcados claramente y se distinguen con facilidad de los otros elementos. os campos recién arados aparecen muy oscuros a causa de la superficie áspera y la tierra "meda traída a la superficie. Deneralmente la naturaleza del cultivo no puede determinarse en fotografías aéreas de escala peque3a, pero si puede ser identificada en fotografías de escala grande. 7uando el grano está mostrando, se muestra conspicuamente mediante puntos espaciados con regularidad en un fondo más claro. os campos agrícolas ya cosecados muestran áreas clarasG los campos de abundantes cultivos, y las tierras de pastos muestran áreas oscuras. *n fotografías aéreas de escala grande, estas presentan una apariencia de superficie áspera. as ortalizas son muy características y puesto que los árboles están sembrados en ileras uniformes y a intervalos regulares.
E"EMENTOS ARTIFICIA"ES. 7ualquier elemento que aparezca en la superficie terrestre no colocada por la madre naturaleza, es considerada es considerada como artificial o como estructura u obra del ombre. Si bien los elementos naturales aparecen irregularmente, las obras del ombre aparecen como líneas rectas o curvas suaves en forma geométricas, de irregularidad y localización artificial, las más prominentes entre estas son las carreteras, ferrocarriles y puentes. 2. Carreteras. *n general estas se muestran como líneas claras o fa$as angostas, mientras más se unen, más clara será su apariencia. os caminos me$orados muestran regularidad en cuanto a ancura, con tangentes largas y curvas suaves. a superficie dura está bien definida en su delineamiento y puede mostrarse oscura a lo largo de cada vía debido al aceite que gotea de los automóviles, y se mostrará clara a lo largo de la orilla. as carreteras no me$oradas se muestran claras, y son de ancura irregular y con curvas cerradas. Deneralmente, la evidencia de la condición superficial de la carretera es visible, por las mancas, sombras y variación de colores. <. 1eredas 2 Senderos . os senderos tienen curvas irregulares, varían en ancura y serpentean más en las curvas de nivelG su apariencia varía de acuerdo con la proporción =E
del tránsito. as veredas aparecen como fa$as claras, irregulares y más o menos precisas, de acuerdo con la proporción de tránsito. 4. Ferro'arr&+es. Deneralmente, los ferrocarriles son más angostos que las carreteras, son perfectamente rectos entre las curvas características regulares, frecuentemente e+isten marcas distintivas, tales como estaciones, tanques de agua, cortes grandes y rellenos, etc. a lo largo de la vía férrea. os puentes peque3os pueden encontrarse en las encruci$adas de corrientes menores y se pueden identificar por el estrecamiento de los lecos de caminos y por las sombras que proyectan. E. Ed&&'&os. os edificios pueden localizarse con facilidad en las aerofotografías. Su altura y tama3o pueden calcularse por sus sombras y por la escala de las fotografías. Frecuentemente pueden estimarse el tipo y condición del edificio. *l estereoscopio sirve de gran ayuda para se3alar los edificios situados entre árboles dispersos. Frecuentemente los edificios aislados se identifican, mediante las sendas que se dirigen acia ellos. 5. Cer'as. *n fotografías aéreas de escala grande, las cercas se identifican por las sombras de los postes o por los muros. *n fotografías de escala peque3a, las cercas pueden deducirse por las líneas de setos vivos, límites de sección, delineamiento de terrenos agrícolas y por las características de las veredas, senderos y caminos.
Mosa&'os. Son acoplamientos de fotografías verticales, para tener una representación fotográfica completa del terrenoG se denomina también aeromapa. %n mosaico puede usarse como mapa base en el que se compila información. as o$as de los mosaicos facilitan una visión panorámica general de una zona y el medio de e+aminar características e+tensas, especialmente fisiografía. os mosaicos son de particular utilidad para e+plicar y demostrar las interrelaciones de características del terreno a profanos y a científicos de otros campos. Además, proporcionan copiosa información y detalles, y puede prepararse rápida y económicamente. *n un mosaico se acen anotaciones para croquizar los rasgos específicos y colocar los nombres de límites políticos, corrientes fluviales, caminos importantes, poblaciones, etc. y curvas de nivel. os mosaicos pueden ser controlados y no controlados. Son mosa&'os 'ontro+ados , cuando se utilizan puntos de control planimetrito y se utilizan fotografías rectificadas, a$ustadas a su escala y con puntos de control. "os no 'ontro+ados son aquellos, que se elaboran con fotografías que no an sido corregidas y sin puntos de control planimetrito.
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Foto&nd&'e. %n fotoindice es acoplamiento de fotografías, para que formen una vista completa de la zona, poniéndose especialmente de relieve la identificación de los n"meros de cada de ellas. Sirve de guía de referencia rápida para ubicación de imágenes en la zona de un proyecto, pero también puede usarse para un somero e+amen de datos del terreno y una vista general de la zona cubierta. *l fotoindice está reproducido a peque3a escala, su uso principal, es en la ubicación e identificación de cada una de las fotografías.
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UNIDAD No/ AP"ICACIONES DE "A FOTOGRAMETRIA 0 "A FOTOINTERPRETACION .
a fotogrametría y la fotointerpretación, constituyen técnicas de un inapreciable valor en los distintos campos de la ciencia en que se aplican. *n la actualidad se utilizan varios campos diferentes, dentro de los cuales e+isten m"ltiples aplicaciones. *n general su uso se relaciona con todos los ob$etos cuyo tama3o, forma, posición y significado quieren determinarse aisladamente o en relación con otros ob$etos, detalles o característica que aparezcan en las fotografías aéreas o imágenes que se utilicen. entro de un esquema general podemos dividir sus aplicaciones en seis grandes grupos, o áreas dentro de las cuales se compendian varios usos diferentes. *stos son : cartografía, ingeniería, recursos naturales, aplicaciones militares, e+ploraciones e+traterrestres y aplicaciones no topográficas.
Cartogra5a. *sta fue una de las primeras aplicaciones que se dio a la fotogrametría, por su estreca relación con los propósitos militares y porque una vez conocida la técnica, su gran eficiencia se probó con resultados innegables. a representación gráfica de las formas de la tierra y sus detalles planimétricos y altimétricos constituyen información básica para la iniciación de cualquier intento de desarrollo nacional, regional o particular. *l proceso cartográfico para la producción de mapas a las más diversas escalas a adquirido notables avances en su instrumentación, tecnificación y automatización. *n este proceso, básicamente se convierte toda la información registrada fotográficamente, en mapas de una escala determinada corrigiendo en este proceso, los errores de distorsión, inclinación o desplazamiento inerentes a la fotografía. *n resumen se transforma la proyección central &fotografía), en una representación ortogonal del terreno &mapa).
Ingen&er5a. *l dise3o de obras civiles tales como carreteras, líneas de transmisión de energía, trazado de líneas ferroviarias, alineamiento de canales, etc. a encontrado en la fotogrametría una erramienta de gran valor, por su eficiencia y precisión. Su aplicación en trazados de diversa índole se ace frecuentemente integrando $unto a la fotogrametría, y a la fotointerpretación geológica, forestal o de uso de la tierra y programas de cálculo electrónico para mane$ar y procesar la gran cantidad de información terrestre que se obtiene por este sistema. os usos más corrientes de la fotogrametría y la fotointerpretación en ingeniería, son : a) D&seKo de 15as . Se utiliza con bastante acierto en todas las fases de estudio, desde la e+ploración de tipo general asta la producción de los mapas de construcción. a selección preliminar de corredores de ruta entre dos puntos e+tremos, se ace en base a una fotointerpretación geológica general de la zona en estudio, en la cual además, se realizan mediciones en las fotografías, se miden pendientes y se e+trae otra información que sirve de complemento a los estudios de la fase de e+ploración.
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*n las fases de anteproyecto y proyecto definitivo, el método fotogramétrico constituye un au+iliar de invaluable utilidad en los estudios geológicos y topográficos del terreno. 7on el empleo de fotografías de mediana escala, se cubre a mayor detalle las zonas de me$ores condiciones seleccionadas en el estudio preliminar. 'osteriormente, ecos los estudios de anteproyecto se toman fotografías a gran escala sobre la alternativa escogida y con ayuda de instrumentos fotogramétricos de precisión, se obtienen mapas finales para construcción. 'aralelamente se pueden utilizar programas de computadoras que reciben la información métrica y cualitativa del terreno y las especificaciones técnicas de la vía, para calcular los alineamientos orizontal y vertical, los movimientos de tierra compensados y las coordenadas del estancamiento del e$e de la vía, para construcción. b) "5neas Férreas . %na metodología similar se aplica al estudio de ferrocarriles. Sin embargo, en este caso tanto los estudios fotogramétricos como los de fotointerpretación geológica, requieren estudios de más fondo y de mayor precisión. *sto se debe en lo referente a la fotogrametría a las e+igentes especificaciones geométricas de pendiente y radios mínimos por una parte y a la precisión con que deben determinarse las elevaciones de entrada y salida de los t"neles proyectados, debido a que cualquier imprecisión, cambia ostensiblemente la longitud de estos, cuyo costo por Milómetro incide grandemente en los estimativos globales de un proyecto. *n la parte de foto geología, los aspectos de estabilidad de las formaciones que la línea atraviese, deben ser determinadas con toda la precisión debido a los altos costos de operación que implicarían, interrupciones frecuentes en el transporte ferroviario. c) Est(d&os #&dro+g&'os para o-ras de paso . os estudios morfométricos de una cuenca pueden efectuarse con gran rapidez utilizando fotografías aéreas e instrumentos sencillos de fotogrametría. Se dibu$a sobre ellos la red de drena$es que conforman la cuencaG luego esta se delimita y se mide el área. Se acen entonces, otras mediciones para determinar la pendiente media, la pendiente de los cauces principales y la longitud y recorrido del punto más apartado de la cuenca al sitio de obra de paso. 7on ayuda de fotointerpretación, se clasifica la cuenca por áreas omogéneas. 'ueden aber diferentes áreas omogéneas, por distintos conceptos tales como bosques, suelos, pendientes, etc. *sta información se utiliza posteriormente para buscar su relación con la escorrentía, la precipitación, la evaporación, la infiltración, etc. *n esta forma, determinamos todos los parámetros, se pueden aplicar diferentes fórmulas y procedimientos para calcular el má+imo caudal en el sitio en donde se planea la construcción de la obra de paso.
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d) "5nea de Transm&s&n 2 S(-transm&s&n. a conformación del terreno y sus pendientes transversales y longitudinales a lo largo de un corredor en donde se proyecta la construcción de una línea de transmisión, son los más importantes factores para su dise3o topográfico. 7on la ayuda de la fotogrametría, estas incógnitas pueden ser resueltas rápidamente, siguiendo una metodología de traba$o adecuado. A la e+ploración preliminar sobre fotografías altas, sigue el estudio estereoscópico de fotografías de mediana escala, sobre la cual se proyectan líneas posibles, teniendo en cuenta las especificaciones más generales, tolerancias mínimas, distancias má+imas, diferencias de alturas entre torres y ángulos de cambio de dirección. as alternativas de mayores posibilidades se estudian detalladamente sobre fotografías de gran escala. *n esta fase se utilizan instrumentos fotogramétricos de precisión, para la obtención de perfiles y secciones transversales. !oda esta información fotogramétrica puede estudiarse y procesarse con ayuda de programas de computación, para agilizar los cálculos finales. 'ara ello, se entregan al computador, además de la información digital del terreno, todos los datos referentes a las especificaciones técnicasG las alturas de las torres, los diferentes tipos de torres, las caterarias de los conductores de acuerdo a la longitud, el peso de los cables, las tolerancias mínimas al terreno, las diferencias de altura má+ima entre dos torres, etc. os programas de computación, entregan finalmente las coordenadas de las torres, su tipo y altura, perfiles longitudinales y transversales de acuerdo con las especificaciones, además de optimizar la línea para obtener la menor longitud y el menor n"mero de torres. 'ara línea de menores especificaciones, el método puede utilizarse parcialmente, de acuerdo con los costos de la obra proyectada. e) "o'a+&?a'&n de Mater&a+es de Constr(''&n. a b"squeda de fuentes de materiales de construcción para diferentes obras civiles, se lleva a cabo con muco é+ito, con ayuda de fotointerpretación y la fotogrametría. *l estudio geomorfológico del terreno conduce por convergencia de evidencias a la localización de estas fuentes. os estudios fotogramétricos, permiten determinar =?
el volumen probable de estos materiales y accesibilidad para e+tracción. as comprobaciones de campo y de ensayos de laboratorio arro$an los resultados definitivos sobre la calidad de los materiales. Además del estudio geomorfológico del terreno, algunas otras claves que conducen a la detección de las posibles fuentes son, el estudio de las tonalidades de gris, la vegetación, el estudio de drena$e y la forma y disposición de los zan$ones de erosión. f) Se+e''&n de S&t&os para O-ras de Ingen&er5a. *l estudio preliminar para determinar la ubicación de diversas obras de ingeniería se ace con muco é+ito por medios fotogramétricos. Así el estudio topográfico y geológico del terreno eco sobre fotografías aéreas se pueden estudiar y comparar diferentes alternativas para localización de ponteaderos, represas, aeropuertos, embalses, obras de captación de aguas y de desag_es, etc. as mediciones ecas con esas fotografías complementan la labor de estudio de alternativas en luces de puentes, áreas de embalses, longitud y altura de presas, etc. g) Deorma'&n de Estr('t(ras 2 Contro+ de Derr(m-es . *stas dos aplicaciones aunque en campos diferentes de la ingeniería, se acen con fotogrametría terrestre. a primera de efect"a en estructuras tales como presas de arco, puentes, edificios, etc. y permite mediante el registro periódico de lecturas fotogramétricas, llevar un istorial de las deformaciones que sufren las estructuras. *stas mediciones requieren de una gran precisión y se acen colocando este instrumento fotogramétrico en estaciones fi$as, libres de todo movimiento o desplazamiento. a segunda aplicación es un au+iliar muy importante en el estudio de derrumbes potenciales o en la evaluación y b"squeda de soluciones para los ya producidos. Así puede calcularse con toda precisión la magnitud o volumen de los movimientos de tierra, o el ritmo de avance de un derrumbe en estado potencial. ) Est(d&os de Na9ega'&n 2 Re't&&'a'&n de R5os o Ca('es . *l sólo registro de fotográfico de los cambios producidos en la geometría de los ríos, permite, cuando se ace periódicamente, establecer la dinámica de los cambios y la proyección, ritmo de avance y comportamiento probable de estos en el futuro. Así la navegación de los ríos puede verse afectada por el transporte de los sedimentos, su ritmo de acumulación dentro del río, los cambios geométricos en las curvas, etc. los cuales estudiados en fotografías aéreas dan una valiosa información en los estudios de navegación.
O-ras 1ar&as . Su aplicación es tan e+tensa en la ingeniería, que sólo sería posible mencionar otros muy importantes, entre las cuales se citan las siguientes : •
*studios de valorización de carreteras.
•
*valuación de recursos idroeléctricos.
•
#"squeda de aguas subterráneas.
•
'laneación de desarrollo urbano.
•
Acueductos y conducciones. ;6
•
bras de alcantarillado.
•
*+plotación de canteras.
•
7onservación de carreteras.
•
7ontrol de avances de construcciones y cálculos periódico de vol"menesG e$emplo, t"neles, construcción de presas de tierra o t"neles.
•
*mbalses.
•
*studios de erosión.
•
*studio de tráfico marítimo y terrestre.
•
7uencas idrográficas. bras de control de torrentes.
•
bras de irrigación.
•
ise3o y construcción de canales.
•
:nventario de carreteras.
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'ista de aeropuertos.
•
bras de control contra inundaciones.
•
7atastro urbano y rural.
Re'(rsos Nat(ra+es. *l con$unto de técnicas de los sensores remotos y su interpretación, constituyen una moderna erramienta en la prospección, inventario y evaluación de los recursos del suelo y del subsuelo. *n ciertas ocasiones se combinan varios sensores formando así una metodología integrada, que se aplica de acuerdo con el recurso que se quiere evaluar, con resultados muy satisfactorios en eficiencia y costo. Sin embargo, la validez de los resultados reside no sólo en la técnica en si, sino en la capacidad del e+perto para e+traer esa información de las imágenes. >ás a"n, mucas de sus aplicaciones a"n se e+perimentan, se discuten y se investigan oy en día a través de proyectos pilotos o de programas específicos. *n nuestro país, el procesamiento y el mane$o de la información que de los sensores se deriva, se alla altamente sistematizada, a través de de la programación que se ace en al computador de parámetros fi$os de interpretación. Algunas de las aplicaciones más importantes son las siguientes : a) Re'(rsos Agr5'o+as . Su aplicación en este campo es diversa. esde el estudio de la calidad del suelo con fines agrícolas, asta el control de plagas y enfermedades en los cultivos y la evaluación y control de la producción agrícola. *n el estudio de suelos, la fotointerpretación aplicada seg"n una metodología predeterminada, permite el levantamiento de grandes e+tensiones con una gran eficiencia y ba$os costos, debido a la considerable reducción del tiempo en el traba$o ;2
de campo mediante e+trapolación de la información obtenida para zonas de muestreo o zonas claves determinadas en el proceso de interpretación. 'or este medio se realizan estudios de detalle, semidetalle, general, e+ploratorio y de reconocimiento, seg"n las características de la zona, la escala fotográfica, o el sensor utilizado. *n el control y evolución de la producción agrícola, suele utilizarse películas infrarro$as que permiten distinguir aspectos relativos al estado de madurez y salud de los cultivos. *ste gran acopio de información, puede ser analizada con la ayuda de computadores electrónicos, los cuales son programados para que puedan reconocer el patrón, o uella espectral, característica de ob$etos omogéneos. *n esta forma, se ace una representación digital de los datos obtenidos por el censor y el computador imprime los símbolos correspondientes a cada ob$eto de interés, produciendo así un mapa automático. *n detección de plagas y enfermedades en los cultivos, las fotografías aéreas registran diferentes tonalidades, debido al cambio de color que presenta la vegetación atacada por su debilitamiento fisiológico. 7on el uso de fotografías pancromáticas y en especial de infrarro$as o de color, puede localizarse en la fotografía el foco de infección, que permite tomar medidas preventivas, para e+terminarlas o para cuantificar las áreas afectadas. b) Re'(rsos Foresta+es . *l desarrollo de todas las actividades forestales, requiere de mapas temáticos. Así la fotointerpretación aplicada a este campo por especialistas permite la delimitación de tipos de bosque, su clasificación por espacios, edades y calidades. entro del desarrollo de este proceso, llevan cabo inventarios forestales, que pueden acerse en forma detallada o general, de acuerdo con el propósito del mismo. %na gran parte de este traba$o, es eco con ayuda de fotografías aéreas, en las que se delimitan las áreas cubiertas para diferentes clases de bosques seg"n sus tipos y subtipos, se determina su localización y e+tensión y finalmente se clasifican en asociaciones omogéneas de acuerdo al tama3o, las especies y la densidad del bosque. *sta información e+traída de las fotografías, es confirmada en el campo y complementada con datos adicionales tomados en el terreno en zonas de muestreo. 'osteriormente se e+trapola esta información a zonas de características omogéneas y mediante fórmulas de correlación y regresión se obtienen datos e+austivos relativos al inventario &diámetro, alturas, densidad, etc.). *n la información de los mapas forestales y de inventario, se pueden desarrollar planes de mane$o del bosque, relacionados con la e+plotación, protección, aprovecamiento e industrialización de los recursos forestales, actividades que pueden controlarse con la ayuda de la fotografía. *stos se refieren a la cuantificación de vol"menes e+traídos, de intensidad de corte, de construcción de caminos forestales, de prevención y control de incendios, de monitora en los avances de corte, localización de sitios de embarque y de control de plagas y enfermedades. !oda esta información puede transferirse a mapas forestales elaborados periódica y sistemáticamente, para obtener un registro dinámico de control en el mane$o del bosque. ;<
c) Re'(rsos M&neros . a localización de minerales es un fenómeno muy comple$o en el que deben considerarse factores muy diversos para su reconocimiento. *ste proceso eval"a los fenómenos que se suceden más frecuentemente o que se allan generalmente asociados con posibles mineralizaciones. *stos fenómenos llamados indicadores se relacionan primeramente con el tipo de roca, la actividad ígnea y los depósitos idrotermales asociados a esta actividad. tros tipos de rocas son también considerados en ocasiones específicas. uego, otro indicador importante, es el control estructural, como son la foliación, la subsidencia o las e+tracciones, etc. así como también las fallas, uniones, fisuras o quiebres. *l tono o color se aya asociado a los depósitos mineros en diferentes formas y deben considerarse en los estudios de reconocimiento. *stos indicadores, pueden ser localizados y estudiados por medio de la fotografía aérea, cubriendo grandes e+tensiones en muy corto tiempo. Así los tipos de roca, la estructura y el control estructural, y los tonos de gris o los colores pueden dar claves significativas en el reconocimiento de recursos minerales. Además, la gran rapidez en que se cubren grandes e+tensiones ace de esta una erramienta de gran eficacia y economía en la prospección de los recursos minerales. d) Re'(rsos #&dr8(+&'os . *n muy diversos aspectos del recurso agua, tienen basta aplicación la fotogrametría, la fotointerpretación y los sensores remotos. Sin embargo su relación con los proyectos de ingeniería es bien estreca y no permite considerarla como un recurso natural aislado. *n las aplicaciones a ingeniería se vio su aprovecamiento en la selección de sitios de bocatoma para acueductos, en la conducción misma y en consecución de información relacionada con un área idrográfica. Sin embargo, e+isten otras aplicaciones no mencionadas, tales como el agua como medio de transporte sobre la superficie terrestreG en este aspecto la geometría y el comportamiento de un río pueden ser estudiados con fotografías secuénciales para proyectar su comportamiento. Además, el agua utilizada como recurso para la generación de energía, en donde este con$unto de técnicas sirve no sólo para evaluar su potencial, sino para determinar los sitios de las obras de ingeniería necesarias, tales como conducciones, embalses, tuberías de carga, rebosaderos, presas, etc. 'or "ltimo para el control del recurso agua cuando esta se presenta de manera de inundaciones. Aquí su aplicación es muy conveniente en las fases de evaluación, comportamiento e identificación de soluciones a nivel general, además de que la imagen fotográfica es un registro dinámico de los estados de inundación en una región, cuando se toman de forma periódica y planificada.
Ap+&'a'&ones M&+&tares . a fotogrametría logró su mayor desarrollo durante las dos guerras mundiales. Así con la invención del avión, pronto se descubrió que ella constituía un arma táctica de gran valor. os primeros usos se relacionaron con la toma de fotografías aéreas de las posiciones del enemigo. 'osteriormente la producción de mapas topográficos por medios fotogramétricos adquirió una importancia considerable al ingresar en un sistema de producción en masa. urante la segunda guerra mundial, no solamente se izo más importante la mapificación sino que la fotointerpretación ;4
adquirió una nueva dimensión y fue así como con su ayuda los aliados pudieron identificar circunstancias que suponen un papel definitivo durante esta guerra mundial. Algunas apreciaciones no vacilan en indicar que la información obtenida por fotointerpretación, durante la :: guerra mundial es cercana al @6V, correspondiendo el restante <6V al servicio de inteligencia.
E,p+ora'&ones E,traterrestres. *n la década del =6, cuando el ombre logró avances tecnológicos que le permitieron lanzarse con optimismo a la conquista del mundo e+terior, encontró la fotogrametría un nuevo orizonte : la mapificación de otros planetas. *l coete espacial Suveyor :::, fue lanzado en 2?=;, con la misión específica de e+plorar posibles sitios de aluniza$e del Apolo. *l Serveyor :::, transmitió por televisión a la tierra =,466 fotografías desde el interior del cráter. os Satélites ERTS A 2 $ , an transmitido imágenes de una gran parte de la tierra y su utilidad a sido demostrada en mucos proyectos que requieren conocimientos sobre la dinámica del cambio en la superficie de la tierra, ya que los satélites toman imágenes del mismo sitio con intervalos entre 2= y 2@ días. Sin duda el de mayor desarrollo de los sensores remotos &o teledetectores) está el mundo del futuro en este campo de la ciencia y la tecnología.
"ANDSAT, fue el primer programa de satélites de percepción remota para observación de los recursos terrestres, puesto en orbita. *l programa andsat, desarrollado por la Hacional Aeronautics and Space Administration1 NASA, fue originalmente denominado Berat (esources !ecnology ERTS. ERS &*uropean (emote Sensing Satellite), está considerado el primer satélite europeo de teledetección, sin considerar los satélites de tipo meteorológico. NOAA &Hacional ceanic and Atmosperic Administration Satellite). *l programa HAA comenzó con el satélite !:(S en 2?=6. Su principal ob$etivo es la observación metereológica y oceánica de la tierra. MOS. *s un satélite de observación oceanográfica y terrestre $aponés. *stá compuesto por tres tipos de sensores: un escáner de barrido 1TIR &8isible and !ermal :nfrared (adiometer). (adiómetro de microondas MSR &>icroLave Scanning (adiometer) y un e+plorador de empu$e MESSR &>ultispectral *lectrnic Self1Scanning (adiometer) con unas resoluciones espaciales de ?66, <;66 y 56 metros respectivamente. ASTER &Advanced Spaceborne !ermal *misión and (eflection (adiometer), lanzado de diciembre de 2???, como parte del sistema de observación de la tierra & EOS) de la NASA. SPOT. Sistema de observación terrestre del satélite Spot, fue dise3ado por el 7H*S &7entro Hacional de *studios *spaciales), en Francia, y desarrollado con la participación de Suecia y de #élgica. 7uenta en la actualidad con tres satélites en órbita, que fueron lanzados en los a3os 2?@=, 2??6 y 2??4. A principios de 2??@ se lanzó el cuarto, que incorporó un nuevo sensor, bautizado con el nombre de vegetación, y especialmente dise3ado para el estudio de la vegetación. *ste satélite, tiene una resolución de <= días y el área cubierta es de =6 Milómetros. ;E
IONOS. *n septiembre de 2??? se puso en órbita el satélite :JHS. *ste satélite, es el primero con precisión submétrica &@< cm.) cuenta además, con capacidad multiespectral: con tama3o de pí+el de E metros es capaz de adquirir E bandasG ro$o, verde, azul e infrarro$o pró+imo. Siendo la adquisición como es simultánea en los modos pancromático y multiespectral, la fusión de ambos tipos de datos es prácticamente perfecta, resultando como productos de observación de la tierra, imágenes de tama3o de pí+el de un metro y color real &ro$o, verde, azul), o bien falso color infrarro$o. Sin duda, que en el desarrollo de los sensores remotos &o teledetectores), está el mundo del futuro, que es el campo de la ciencia y la tecnología.
Ap+&'a'&ones no Topogr8&'as. entro de estas aplicaciones se incluyen las que se relacionan con otras ciencias o artes diferentes a las relativas al suelo o al subsuelo de la tierra o de otros planetas. Así la fotogrametría a encontrado aplicaciones en campos como la medicina, la odontología, la arqueología, la meteorología, la arquitectura, la oceanografía, además de otras aplicaciones particulares tales como censos de población rural o urbana, planeamiento urbano, estudio y comportamiento de ob$etos en movimiento, criminalidad, accidentes de tráfico y sastrería. $I$"IOGRAFIA. AD*H7:A 7A(!D(AF:7A * *F*HSAOS*(8:7: D**S:7 :H!*(A>*(:7AH &:ADS). Fotogrametría. Fuerte 7layton, 'anamá. 2?@6. 7*H!( :H!*(A>*(:7AH * F!:H!*('(*!A7:H P7:AF. Fotografías Aéreas y la 7iencia del Suelo. #ogotáO7olombia. 2?;=. *ADS!:H:, AH:*. Fotografías Aéreas y 'laneación de 8uelos. 7:AF. #ogotáO7olombia. 2?;2. 'ág. D%*((A, F*:F*. 'rincipios de Fotointerpretación. #ogotáO7olombia. 2?;=. :HS!:!%! D*D(AF:7 AD%S!:H 7AK:. :niciación al %so de >apas y Fotografías Aéreas. #ogotáO7olombia. 2?@6. :HS!:!%! D*D(AF:7 AD%S!:H 7AK:. Aplicación de las Fotografías Aéreas en Deografía. #ogotáO7olombia. 2??<. >:(AHA, %:S. eterminación de Rreas Sobre Fotografías Aéreas. Santo omingo. 2?@6. >%(:, %:. :ntroducción a la Fotogrametría. 7urso *special. #ogotáO7olombia. 2?;<. (A, A:>*. 'rincipios de Fotogrametr (a. #ogotáO7olombia. 2?;=.
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PRO$"EMAS SO$RE ESCA"A 8. De una fotografía aérea vertical se conocen los siguientes datos: a) ,obre un plano situado a 1200 m sobre el nivel medio del mar se midió una distancia de +5 m en el terreno. b) -a medida de la misma distancia sobre la oto/ra(a area ue de 2.5 cm !alcular la escala de la oto/ra(a para el plano mencionado. 9. De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: a) Escala de una oto/ra(a para un plano situado a %00 m sobre el nivel del mar = 1 12000. b) Distancia medida en la oto/ra(a entre dos puntos del terreno localiado en el plano mencionado = 4 cm. Determinar la distancia en el terreno entre dic3os dos puntos. 1. De una fotografía aérea vertical se conocen los siguientes datos: a) En un determinado plano del terreno cua escala es 1 24000 3a una distancia de .5 cm. b) ,obre otro nivel del terreno de escala 1 20000 se tiene una distancia de la misma ma/nitud anterior. !uál es el tama6o en la oto/ra(a de esta se/unda distancia7 11.
De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: a) Distancia principal = 210 mm. b) Altura de vuelo sobre un punto "#$ = *50 m. !alcular la escala para el punto "#$.
12.
De una fotografía aérea se conocen los siguientes datos: a) Escala para un punto situado en el nivel medio del terreno = 1 40000. b) Escala para el punto más bao del terreno = 1 42000. Determinar la escala para el punto más alto.
13.
De un vuelo fotogramétrica se conocen los siguientes datos: a) Distancia principal = 150 mm. b) Altura de vuelo sobre el nivel del mar = 500m. c) Elevación de un punto "#$ = 2120 m. !uál es la escala para el punto "#$.
14. De una fotografía aérea vertical se conocen los siguientes datos: a) Escala para el punto más alto = 1 1%250 b) Altura absoluta de vuelo = %0+5 m. c) Elevación má&ima del terreno = 2%%2.5 m. Determinar la distancia principal. 15. a) b) c)
De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: Altura de vuelo sobre el nivel del mar = 5100 m. Escala m(nima = 1 110+1 Distancia principal = 210 mm. !alcular la elevación del punto más bao.
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16. De una fotografía aérea vertical se conocen los siguientes datos: a) Distancia principal = 150 mm. b) Escala para el punto más bao = 1 1%400 c) Altura de vuelo para un punto situado en el nivel medio del terreno = 2250 m. !uál es la altura de vuelo para el punto más alto7 17. De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: a) Escala má&ima = 1 %i%+ b) 8na distancia de *00 m sobre el nivel medio del terreno aparece en una oto/ra(a en una ma/nitud de 120 mm. !alcular la escala m(nima. 18. a! "! c!
De una fotografía aérea se conocen las siguientes datos: Escala para el nivel medio del terreno = 1 15000 Escala para el nivel más alto del terreno = 1 1000 Distancia entre dos puntos situados en el nivel más bao del terreno = 1050 m. !uál es la ma/nitud de esta distancia en l a oto/ra(a7
19. a) b) c)
De un vuelo fotogramétrico se conocen los siguientes datos: Altura de vuelo sobre un punto "#$ = 1200 m. Altura m(nima de vuelo = 2*00 m. Escala para un plano 9ue pasa por un punto "#$ = 1 152' !alcular la escala má&ima.
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FOTOGRAMETRIA MODERNA6 ANA"ITICA 0 DIGITA". a fotogrametría a sufrido una evolución sobresaliente a lo largo del tiempoG de eco, la fotogrametría puede entenderse, por un lado como disciplina o ciencia, y por otro, como erramienta o técnica que permite medir o e+traer información a partir de fotografías o imágenes digitales.
"a Fotogrametr5a 'omo D&s'&p+&na. a fotogrametría, seg"n la Sociedad Americana de Fotogrametría &AS') 2?@6, actual Sociedad Americana de Fotogrametría y !eledetección &AS'(S), se define como- arte, ciencia y tecnología de obtener información fiel acerca de ob$etos físicos y su entorno a través de procesos de grabación, medición e interpretación de imágenes fotográficas y patrones de energía electromagnética radiante y otros fenómenos. A partir de la definición anterior, pueden diferenciarse dos ámbitos- la fotogrametría métrica y la fotogrametría interpretativa &`olf et al, <66<). a fotogrametría interpretativa trata principalmente de reconocer e identificar ob$etos y $uzgar su significado a partir de un análisis sistemático y minucioso de las imágenes. *n este ámbito, se incluyen fotointerpretación y teledetección. a fotointerpretación requiere el análisis de fotografías &fotogramas) fundamentalmente pertinentes al espectro visible e infrarro$o, mientras que la teledetección utiliza información proveniente de diferentes plataformas sensoriales, con mayores rangos espectralesvisible, infrarro$o &cercano, medio y térmico), radar, etc. a fotogrametría métrica trata de obtener información métrica bidimensional y tridimensional a partir de imágenes fotográficas. 7onsiguientemente, esta área estudia las tareas relacionadas con la medición de magnitudes puntuales, lineales, superficiales, así como la reconstrucción espacial de ob$etos yOo superficies. 'or otro lado, en los "ltimos tiempos &sobretodo en la consolidación de la fotogrametría digital), la fotogrametría métrica se encarga de generar imágenes corregidas de distorsión y en proyección, aptos para m"ltiples usos cartográficos o no &por e$emplo productos multimedia, visualizaciones y animaciones fotorrealistas, estudios medioambientales, levantamientos arquitectónicos y arqueológicos, etc.).
E9o+('&n de +a Fotogrametr5a en e+ T&empo. *n la actualidad, la fotogrametría con imágenes digitales &fotogrametría digital), el tratamiento digital de imágenes se utilizan con$untamente de manera abitual. Sin embargo, este proceso a sido largo y diferentes etapas an tenido que transcurrir-
!. Etapa In&'&a+. Ia por el a3o 456 A.c. Aristóteles se refirió al proceso de proyección óptica de las imágenesG a principios del siglo 98::, Derard esargues, publicó en 2?4= su primer libro con el ob$eto de racionalizar la geometría proyectita. %n siglo después, el matemático alemán oanm Beinric ambert, siguiendo la línea de esargues, publicó en Kuric, en 2?5? &la perspectiva libre) con un titulo mas revelador en la edición francesa de 2?;E. &a perspectiva liberada se encarnó del plano geometral). *n este te+to ya se sugería ;@
que los principios de la perspectiva se podrían utilizar para la obtención de planos y mapas. a producción de mapas topográficos mediante la restitución fotogrametrica se realizó en Horteamérica a finales del siglo 9:9, gracias a la aportación del capitán *. eville &que fue general topográfico de 7anada). 'ara ello se utilizaron teodolitos y cámaras montadas en el mismo trípode &fototeodolito). as me$oras en la instrumentación seguían produciéndose, especialmente en lo que respecta a cámaras y películas de gelatinaG en 2@=2 se realizó el primer proceso fotográfico en tres colores, y en 2@?2 la película de gelatina fue perfeccionada. *n la misma época, en el 7áucaso se realizaron toma fotográfica aérea para uso topográfico mediante globos. *l ingeniero ruso !iele también realizo tomas estereoscópicas mediante cámaras fi$as en los e+tremos de una cometa, e inventó un disparador que solo funcionaba cuando el e$e de la cámara se encontraba en posición vertical. &Jraus, J.2??4).
;. Etapa Ana+g&'a. 7on el invento de la marca flotante por F. Stolze &2@=<) y la introducción de la fotogrametría estereoscópica por 7. 'ulfric &2?62) se sientan las bases del desarrollo industrial de la fotogrametría analógica. *n 2?6?, *. 8on rel ingenió el estereoautografo, primer restituidor que permite digitalizar tridimensionalmente fotografías terrestres. 'ulfric &2?2@) dise3ó el primer restituidor estereoscopio de (ayos 9, aunque a finales del siglo 9:9 ya se realizaban medidas fotogrametriítas con este tipo de imágenes. a invención del avión &`rigt #roters, 2?6<) permitió desarrollar la moderna fotogrametría aérea, aciendo muco más rentable la restitución de mapas topográficos. Basta entonces, las fotos que se realizaron estaban limitadas generalmente a la fotogrametría terrestre. *l avión se utilizo por primera vez para uso topográfico en 2?24, siendo su uso e+tensivo durante la primera guerra mundial para tareas de reconocimiento- la carga de negativos y el disparo continuaba siendo manual para cada e+posición, las cámaras no eran fi$as y el observador las accionaba asomándose sobre el costado del fusela$e. *n 2?25, Dasser patento el estereoproyector, instrumento que utilizaba anaglifos y que dio paso posteriormente al restituidor />ultiple+0.
"a Rest&t('&n Fotogramétr&'a. %na vez formado el modelo estereoscopio, este constituye la base para la e+tracción de información y dibu$o del mapa correspondiente. *ste es, el proceso que se conoce con el nombre de restitución- la e+tracción de la información métrica por medios estereoscópicos y con ayuda de un índice >obil, seg"n el principio de la marca flotante. *l instrumento que permite acer la restitución, así como todas las operaciones de medición de coordenadas y orientaciones se le denomina restituidor.
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C+as&&'a'&n de +os rest&t(&dores6 Rest&t(&dores Ana+g&'os6 en estos el modelo se forma óptica o mecánicamente o una combinación de ambas formas. os proyectores iluminan desde arriba las positivas en forma de transparencia, colocados en unos portaplacas que permiten fisicamente los giros y traslaciones propios de las orientaciones. Se iluminan las parala$es verticales mediante la fusión óptica de las imágenes omologas moviendo y girando los portaplacas en la secuencia establecida. *n los restituidores óptico1mecánicos unas barras que giran en torno a unos rótulos y tienen movimiento de traslación, materializan los aces perspectivos. a e+ploración del modelo y la visión estereoscópica se realiza ópticamente con un sistema similar al estereoscopio de espe$os. >ecánicamente el modelo se forma a una escala determinada y se complementa con un sistema gráfico que permite dibu$ar a otra escala el mapa, a través de un sistema trazador. Rest&t(&dores Ana+5t&'os- constan de un sistema similar en cuanto al portaplacas, pero las relaciones entre las coordenadas de la fotografía y las coordenadas del terreno se realizan analíticamente, por cálculo y transformación de coordenadas y la e+ploración del modelo y los movimientos en la orientación se realizan a través de servomotores en los portaplacas. %n elemento esencial es un estereocomparador que permite medir coordenadas de la fotografía con gran precisión. %n ordenador transforma en tiempo casi real estas coordenadas a coordenadas del terreno. A través de los parámetros de orientación e+terna y un softLare 7A permite restituir los elementos gráficamente en el mapa, al recorrerlos con el índice de la marca flotante. *l sistema de visión suele ser de anaglifos, gafas paralizadas o pantallas asincrónicas. Actualmente, estos aparatos que comenzaron a aparecer en los ocenta, están siendo sustituidos por restituidores digitales, debido al menor costo y versatilidad. Rest&t(&dores D&g&ta+es o Esta'&ones Fotogrametr&'as D&g&ta+es BEFD: - son simples ordenadores con pantallas de buena resolución y un sistema de visión estereoscópica similar a los analíticos. a medición y transformación de coordenadas así como las orientaciones son realizadas analíticamente por el ordenador. *l modelo estereoscópico se presenta aplicando en tiempo real la transformación de las imágenes mediante un procedimiento analítico. e la misma forma, un índice va e+plorando el modelo y mediante un 7A asociado permite el trazado de mapas. as fotografías son imágenes digitales, para lo cual previamente ay que escanear las fotografías a gran resolución &25146 micras por pí+el), de tal forma que se necesitan escáneres de alta calidad. 7ualquiera de los tres tipos de instrumentos permiten formar el modelo y su posterior restitución recorriendo los elementos a restituir en el índice, cuyos movimientos son registrados al mismo tiempo en el programa 7A. 7ada elemento es registrado con un determinado código o en capa correspondiente, aunque posteriormente siempre será necesario un traba$o de edición para corregir errores, contrastar y cequear, editar toponimia,etc.
1ISION ESTEREOSCOPICA . a visión estereoscópica es la propiedad que tenemos para la observación de ob$etos en tres dimensiones y es el fundamento y la condición fundamental para obtener la tercera coordenada o altura en el proceso fotogramétrico. *l o$o umano normal recibe la información tridimensional de un ob$eto por la diferencia de imágenes captadas por o$os @6
respecto a un mismo ob$eto. *sta diferencia se debe a que la imagen formada en cada o$o es una proyección central con centro de proyección diferente. *sta propiedad permite que al observar dos fotografías de una misma zona, pero tomadas en el vuelo fotogramétrico desde dos puntos diferentes &fotografías consecutivas con una parte com"n denominada recubrimiento) y ba$o unas cierta condiciones, podemos obtener una sensación tridimensional de la zona. 7omo se a dico es el fundamento de la fotogrametría. as condiciones que an de darse para ver el relieve en un par de fotografías aéreas son2. 7ada o$o debe observar una de las imágenes. *l o$o izquierdota fotografía izquierda y el o$o dereco, la fotografía dereca. <. as fotografías an de observarse reduciendo las condiciones geométricas apro+imadamente de la toma, para que los aces de visión de los o$os intersecten. Si en el proceso el resultado es que se ven dos imágenes paralelas, significa que ay parala$e vertical. 'ara eliminarlo ay que mover uno de los fotogramas con respecto al otro. a visión directa del denominado modelo estereoscópico es muy difícil, por lo cual se utilizan diversos sistemas de visualización, entre los que se destacanestereoscopios &bolsillo y espe$os), anaglifos, filtros de dolarización y diafragmas sincrónicos. os estereoscopios pueden ser de refracción o de reflección. Se componen de lentes convergentes de igual distancia focal, como unas gafas que permiten con unas patas, colocarlas encima del modelo estereoscópico. a visión se realiza con líneas paralelas, de tal forma que la distancia real de visión es igual a la focal de las lentes y por tanto el observador tendrá la impresión que las imágenes proceden del infinito y no e+istirá convergencia en los o$os. !ambién asegurara que cada o$o mira a su imagen correspondiente. as fotografías se colocan superponiéndolas, teniendo a la vista la zona del modelo estereoscópico. *n los estereoscopios de reflección o de espe$os, las fotografías se colocan separadas, ya que uno de los espe$os a E5Q, produce la refle+ión de los rayos ópticos para que lleguen a los lentes. *stán provistos de unos binoculares de entre 4 y @ aumentos, ya que la distancia lente1plano es muco mayor. a observación con estos es muco más cómoda y sencilla, al mismo tiempo que aumenta la percepción del relieve. *n ambos casos, la observación se ace con líneas de visión paralela. os otros métodos de observación con líneas de visión convergente, más cómodas y naturales. *n el método de anaglifos, los fotogramas del modelo se colorean de forma individual con colores complementarios, normalmente azul en el izquierdo y ro$o en el dereco. bservando con lentes coloreados al revés, de tal forma que cada o$o ve solo una imagen, cumpliéndose el requisito fundamental de la visión estereoscópica- el o$o que observa a través del filtro percibirá el fondo del papel como ro$o y todo lo que esta impreso en ro$o se confundirá y por @2
tanto no se visualizara, mientras que se visualizará lo que esta en azul y viceversa. *n los métodos de polarización, la luz se polariza &vibra) y se propaga, interponiéndose en la trayectoria del rayo de la imagen izquierda y dereca filtros de polarización en planos perpendiculares, de tal forma que la luz procedente de cada imagen solo se vibrara en un plano del espacio, siendo estos perpendiculares entre si. a observación se ace con unas gafas con cristales con filtros de polarización en planos perpendiculares entre si, con lo cual cada o$o solo vera la imagen correspondiente. as imágenes están mezcladas, superpuestas, pero cada una se polariza de forma diferente. a venta$a de este método respecto al anterior es que permite observar la imagen en sus colores naturales. tro sistema es el los diafragmas sincronizados que se abren y se cierran simultáneamente en proyectores y gafas de forma sincrónica y con gran rapidez.
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EJERCICIOS PRACTICOS DE FOTOGRAMETRIA E7er'&'&o No.! Contro+ de +a 1&s&n Estereos'p&'a. O-7eto- *valuación de la 8isión *stereoscópica. Mater&a+ Ne'esar&o6 *stereoscopio de bolsillo. !abla de prueba Keiss de figuras estereoscópicas. Formulario de control de visión estereoscópica. Instr(''&ones6 2. 7oloque el estereoscopio de bolsillo sobre la mesa en posición de traba$o. <. 7oloque la tabla de prueba Keiss en posición normal de lectura ba$o el estereoscopio de bolsillo, de manera la figura izquierda pueda ser observada ba$o la lente izquierda y la figura dereca ba$o la lente dereca.
4. bserve a través de las lentes del estereoscopio y obtendrá una visión tridimensional de las figuras &usted está observando con los e$es de los o$os paralelos. as figuras se observarán a diferentes profundidades). E. *stime la profundidad relativa de las figuras y determine su secuencia. 7ada figura está representada por una letra o n"mero en el formulario.
EJEMP"O6 bservando estereoscópicamente el 7írculo 2 y sus figuras interiores, la secuencia de las imágenes desde las más cercanas acia las más le$anas es- a, b. c y d. &ver figura 2.<). @4
EJERCICIO DE 1ISION ESTEREOSCOPICA No ! a figura siguiente contiene el dibu$o oco círculos, que se allan en diferente posición relativa con respecto al observador. A su vez, cada uno de ellos contempla variados elemrntos cuyo orden secuencial debe ser determinado de acuerdo con su cercanía al observador.
@E
Pro'ed&m&ento. 2. 7oloque las figuras &A y #) separadas una de la otra =.5 cm de distancia, si el estereoscopio a utilizar es de bolsillo. A 2; cm para un instrumento compuesto de lentes y espe$os, y <5 cm si se trata de un estereoscopio constituido de lentes, prisma, espe$os y binoculares. <. :nstale el estereoscopio sobre las figuras de la izquierda de manera que pueda ser observada con la lente izquierda y la de la dereca con la lente dereca. 4. bserve simultáneamente, a través de las lentes, los círculos mayoresG mueva uno de ellos asta que las dos imágenes se fundan en una sola. E. etermine el orden en que se encuentran los oco círculos y de los elementos contenidos en cada uno de ellos, seg"n su distancia relativa al observador.
Ee'to se(dos'p&'o. %na vez que aya realizado el e$ercicio de visión estereoscópica, invierta el orden de las imágenes- coloque el dibu$o izquierdo en el lado dereco del estereoscopio y el dibu$o dereco en el lado izquierdo del estereoscopio. Al observar el modelo notará que la secuencia que antes presentaban los círculos cambió totalmenteG los más cercanos del observador aora son los más ale$ados. tro tanto ocurre con los elementos inferiores de cada círculo. *ste fenómeno se conoce como seudoscopía o falsa visión estereoscópica que se presenta como consecuencia de la inversión de imágenes. e la misma manera sucede con las fotografías aéreas si estas no son colocadas para su observación estereoscópica, en la secuencia en que fueron tomadas, los accidentes del terreno de mayor altura se verán como la parte más ba$a del relieve, y los de menor altura como las más ba$as.
@5
E7er'&'&o No.; Determ&na'&n de+ P(nto Pr&n'&pa+ en (na Fotogra5a Aérea 2 transer&r e+ p(nto pr&n'&pa+ de +a otogra5a ad2a'ente 2 9&'e9ersa. Mater&a+ ne'esar&o6 !res fotografías aéreas consecutivas del mismo vuelo. ápices negros, goma de borrar, etc. Instr(''&ones6 2. !ome una fotografía aérea, uniendo dos marcas fiduciales diametralmente opuestas, trace una línea en el centro de la fotografía utilizando un lápiz &apro+imadamente < cm de longitud). <. (epita el mismo procedimiento en las otras dos marcas fiduciales. 4. 7on la agu$a aga un peque3o orificio en la intersección de las dos rectas. *ste es el punto principal de la fotografía. E. *n la misma forma determine el punto principal en la otra fotografía. 5. >arque con circulo de apro+imadamente 2 cm de diámetro la posición apro+imada de los puntos principales en las fotografías adyacentes. =. ibu$e una recta uniendo el punto principal y el punto principal transferido en cada fotografía y obtendrá la dirección correcta de la línea de vuelo.
@=
E7er'&'&o No.< Constr(''&n de (n Estereograma. O-7eto6 'repare dos fotografías estereoscópicas de manera que una parte del modelo pueda ser observada en un estereoscopio de bolsillo. Mater&a+ ne'esar&o6 *stereoscopio de bolsillo, par estereoscópico de fotografías aéreas con recubrimiento longitudinal mayor de 56V. (egla de 56 cm de longitud, cartabón, lápiz negro, agu$a, cinta adesiva. Instr(''&ones6 2. etermine la línea de vuelo en cada fotografía. <. 'or el punto principal de la fotografía izquierda dibu$e una perpendicular a la línea de vuelo. 4. Sobre la línea de vuelo y a partir del punto principal mida =.5 cm &distancia interpupilar media). 'or el punto así determinado dibu$e otra perpendicular a la línea de vuelo. E. !ransfiera las dos perpendiculares a la fotografía adyacente ¶ ello, esco$a en cada línea tres puntos lo más distantes entre si y que tengan en lo posible apro+imadamente la misma elevación). 5. 7orte la fotografía izquierda por las perpendiculares dibu$adas y la dereca por las perpendiculare4s transferidas. =. %na el segmento izquierdo con el dereco de manera que las dos líneas de vuelo aparezcan sobre la misma recta. *n esta situación pegue los dos segmentos por el reverso de la fotografía con cinta adesiva. (ecorte la parte superior e inferior del estereograma para que presente forma rectangular. !endrá construido el estereograma que le permite observar esteoscópicamente una parte del modelo, con un estereoscopio de bolsillo.
@;
E7er'&'&o No. @ Determ&na'&n de +a Es'a+a de (na Fotogra5a Aérea. O-7eto- eterminar escala de una fotografía aérea utilizando uno de los siguientes métodos. A. PRIMER METODO. 7alculo de la escala de una fotografía, conociendo la distancia entre dos puntos &A P #) en la fotografía &d) y la distancia de esos mismos puntos &A1 #) en el terreno &!). Mater&a+ ne'esar&o6 Fotografía aérea. Instr(''&ones6 !. %bique dos puntos fácilmente identificables en la fotografía y en el terreno. 7on una regla mida la distancia entre los puntos ubicados en la fotografía. ;. %bique esos mismos puntos en el terreno y mida la distancia entre esos puntos en la realidad o terreno. &Deneralmente su valor deberá e+presarse en metros). <. 7alcule la escala de la fotografía. 2O* T dO!
!E escala de la fotografía d T distancia en la fotografía DT D&stan'&a en e+ terreno. **>' 2. istancia en la fotografía d T @ cm <. istancia en el terreno ! T 2<@6 m 4. *scala de la fotografía 2O* T @ cmO2<@6 m T 2<@6 O 6.6@ T 2O2=666 $. Ca+'(+e +a a+t(ra de 9(e+o so-re e+ terreno de +a otogra5a.
@. ea el valor de la distancia principal /c0 en los registros au+iliares de la fotografia &Deneralmente su valor figura en milímetros). @@
=. 7on la escala determinada en A y el valor de la distancia principal &c ) de la cámara, calcule la altura de vuelo sobre el terreno. 2O* T cOK 2O* T *scala de la fotografía 7 T distancia principal de la cámara K T Altura de vuelo sobre el terreno **>' =, istancia principal c T 25<.@E mm ;. *scala de la fotografia 2O* T 2- 2=666 @. Altura de vuelo sobre el terreno K T 25<.@E mm + 2=666 T
@?
E7er'&'&o No.= U-&'a'&n de (na Fotogra5a Aérea en (n Mapa Topogr8&'o. Mater&a+es6 mapa topográfico a escala 2- 56,666. Fotografías aéreas de la misma zona Instr(''&ones6 2. #uscar elementos fácilmente identificables, tanto en la fotografía aérea como en el mapa, los cuales pueden ser ríos, carreteras, ferrocarriles, lagos, etc. <. %na vez descubiertos los elementos comunes, es fácil orientar y ubicar la fotografía en el mapa, luego se trazan las líneas que marcan los límites de la fotografía. 4. 'ara ubicar la dirección norte en la fotografía, se ubican dos puntos que aparezcan en esta y en el mapa, preferiblemente puntos que estén en la parte central de la fotografía, se unen mediante una recta y se acen coincidir con los puntos en el mapa, de esta manera se ubicara la dirección norte a través del norte de cuadricula o norte verdadero de esteO
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E7er'&'&o No. Med&'&n de +a -ase de+ Estereos'op&o de Espe7os. O-7eto- 7onocer la distancia correcta que debe aber entre puntos omólogos para una perfecta visión estereoscópica. Mater&a+ ne'esar&o - *stereoscopio de espe$os, cartulina blanca &apro+imadamente 56 cm por @6 cm), regla de 56 cm de longitud, lápiz negro, cinta adesiva. Instr(''&ones. !. Fi$e la cartulina a la mesa de traba$o con cinta adesiva. ;. ibu$e una recta de E6 cm apro+imadamente, paralela al borde de la mesa y a una distancia apropiada &<6 a <5 cm). <. marque un punto /A0 en la parte izquierda de la recta. @. 7oloque el estereoscopio sobre la mesa en posición de traba$o. =. >ida su base interpupilar. *nfoque los binoculares independientemente para cada o$o y a$"stelos a su distancia interpupilar. . 7oloque el estereoscopio de manera que al observar con el o$o izquierdo "nicamente, el punto /A0 aparezca en el centro del campo de visión. . bserve con ambos o$os y si aparecen dos rectas paralelas, gire el estereoscopio alrededor del punto /A0, asta lograr que las dos imágenes coincidan sobre una misma recta. &Si las dos rectas las observa ligeramente convergentes se debe a un desa$uste en el estereoscopio). 8erifique que el punto /A0 se conserva en el centro del campo de visión izquierdo. Q. bservando con el o$o dereco "nicamente, marque un punto /#0 sobre la recta en el centro del campo de visión. . bserve con ambos o$os y los dos puntos /A0 y /# deben coincidir en uno solo. &a observación se esta aciendo con los e$es de los o$os paralelos). 7olocar figura
!. a distancia /A#0 es la medida de la /#ase instrumental0 del estereoscopio. !!. eduzca grafica y matemáticamente, si ay variación de la base instrumental al cambiar la distancia interpupilar y cual es la relación entre esas variaciones para el estereoscopio que esta empleando. !;. 'ara que tipo de estereoscopio, es la base instrumental independientemente de la distancia interpupilarX ?2
Nota6 Si no observa los dos puntos /A0 y /#0 fusionados en una sola imagen, se debe a que esta observando con los e$es de los o$os convergentes. 'ara acostumbrar la vista a la observación con los e$es de los o$os paralelos puede seguir el siguiente procedimiento. 7olocar figura a) 7oloque un lápiz en la posición /A0 y otro en la posición /#0. b) Si al observar estereoscopicamente ve las dos imágenes separadas, desplace el lápiz /<0 acia la izquierda asta la posición /
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