156 2005 Esia-zac Superior Braulio Vite

5/23/2018 156 2005 Esia-zac Superior Braulio Vite

1/150

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA Y ARQUITECTURAUNIDAD ZACATENCO

TESIS:

PRINCIPIOS BSICOS DE LAFOTOGRAMETRA ACTUAL

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:INGENIERO CIVIL

PRESENTA:

CIRO ISRAEL BRAULIO VITE

MXICO, D. F. SEPTIEMBRE 2005


2/150

Dedicatoria

A mis padres,Salomn y Ma. Nieves, por darme la vida eimpulsar los proyectos emprendidos a lo largo de ella.

Gracias


3/150

Agradecimientos

Deseo expresar mi agradecimiento, especialmente al Ing. RicardoLpez Ramrez, por haberme brindado su apoyo en la realizacin

de este trabajo.

A ti Kitzia, por brindarme tu apoyo y compaa incondicionaltanto en los buenos como en los malos momentos.

A mi familia, por alentarme todo momento para la realizacinde mis metas.

A Dios, por guiarme por el mejor camino.

Gracias


4/150

PRINCIPIOS BSICOS DE LA FOTOGRAMETRA ACTUAL. NDICE

NDICE

Introduccin ................................................................................................................... 1

Capitulo 1 Antecedentes..................................................................................... 21.1 Orgenes y su desarrollo.................................................................... 31.2 Aplicaciones diversas................................................................. 8

Bibliografa............................................................................................ 11

Capitulo 2 Teora de la fotogrametra................................................................. 122.1. Fotografas areas................................................................................ 132.2. Mosaicos fotogrficos................................................................. 27

2.3. Estereoscopia.........................................................................................292.4. Plan de vuelo fotogramtrico............................................................342.5. Restitucin fotogramtrica................................................................. 432.6. Paralaje................................................................................................... 46

Bibliografa............................................................................................ 52

Capitulo 3 Fotogrametra actual................................................................. 533.1. Apoyo terrestre..................................................................................... 54

3.2. GPS (Sistema de Posicionamiento Global)..................................... 583.3. Estacin total......................................................................................... 83

3.4. Equipo fotogramtrico................................................................. 883.5. La DVP (Digital Vdeo Plotter)............................................................. 1083.6. Software............................................................................................ 128

Bibliografa............................................................................................ 134

Capitulo 4 La fotogrametra en la Ingeniera Civil............................................ 1354.1. La fotogrametra en la Ingeniera Civil............................................ 1364.2. Ventajas de la fotogrametra actual............................................... 1384.3. Desventajas de la fotogrametra moderna en Mxico.......... 1394.4. El futuro de la fotogrametra en Mxico.......................................... 140

Bibliografa.............................................................................................. 145

Conclusiones ......................................................................................................... 146


5/150

INTRODUCCIN

1

Introduccin.

El presente trabajo habla de la ciencia fotogramtrica, de cmo a travs de un par defotografas de un mismo objeto tomados desde dos puntos de vista diferentes se logra laobservacin en tercera dimensin y gracias a este fenmeno obtenemos la geometra delmismo, es decir, rea, volumen, longitud, adems de otras propiedades que da lafotografa al captar fielmente al objeto y que un ojo entrenado puede interpretar como:forma, color, material, textura, etc., para hablar de todo esto comenzamos con losorgenes de esta ciencia desde el descubrimiento de la fotografa con Daguerre, la visinde Francois Arago, cientfico y poltico francs quien pens en usar a la fotografa confines topogrficos, hasta ya propiamente los primeros trabajos fotogramtricos con elCoronel Aim Laussedat, del Cuerpo de Ingenieros de la Armada Francesa, con un globoy una cmara fotogrfica acondicionada, la invencin y posterior desarrollo de laaviacin que le dio un impulso notable a esta ciencia durante las primera y segundaguerras mundiales.

Hablamos de los principios fotogramtricos como la visin estereoscpica, paralaje, lamarca flotante, hablamos tambin de los equipos analgicos y digitales de la actualidad,

desde las diferentes cmaras areas y las diferentes fotografas que de ellas se obtienen,hasta los equipos con los que se obtienen las propiedades geomtricas de las fotografasque ya mencionamos. Tambin sobre la planeacin de los vuelos fotogramtricos y eltrabajo extra (apoyo terrestre) que complementa el proceso fotogramtrico.

Evidentemente que el desarrollo tecnolgico ha influido en la Fotogrametra, con loslanzamientos en la dcada de los 70's de satlites espaciales y su posterior desarrolloderivo nuevos conceptos y formatos de percepcin remota, los cuales tambin derivaronnuevos procedimientos en el manejo de imgenes y el desarrollo de mapas temticoscon mltiples aplicaciones.

El desarrollo de las computadoras simplifico mucho el trabajo fotogramtrico y se vereflejado en menor tiempo de trabajo y cada vez mayor precisin. El avance tecnolgicotambin evoluciono otras ciencias como la topogrfica y que como ya mencionamoscomplementan el trabajo fotogramtrico, en la actualidad se cuenta con equipostopogrficos de mayor precisin que mejoran el tiempo empleado como la Estacin Totaly el equipo GPS. La primera aprovecha la ptica y la electrnica y la segunda latecnologa satelital.

Las Ingeniera Civil, aprovecha las ventajas de esta ciencia para sus propios fines, es decir,cuando en el desarrollo de una obra civil requiere planear y proyectar, utiliza planos,mapas, imgenes o fotografas areas que de los procesos fotogramtricos se derivan, lascuales le ayudaran en la toma de decisiones al planear y proyectar, ejemplo: en el casode una presa, podr decidir donde construir la cortina, que rea inundar para el embalse,donde construir el cuarto de mquinas, etc., pudiendo identificar en estos planos, mapas,

imgenes o fotografas areas estructuras geolgicas, vegetacin, cuerpos de agua,entre otros, adems de la geometra del terreno como pendientes, laderas, barrancas,representadas con curvas de nivel, adems de conocer la ubicacin exacta de cadapunto representado en la imagen debido a la georeferenciacin que la tecnologasatelital nos brinda. Y as como este ejemplo podra ser una carretera, un gasoducto, unaeropuerto, puerto martimo, lneas elctricas, telefnicas, etc. Estructuras que sonimportantes en el desarrollo de un pas.


6/150

PRINCIPIOS BSICOS DE LA FOTOGRAMETRA ACTUAL. CAPITULO I: ANTECEDENTES

2

CAPTULO 1: ANTECEDENTES.Objetivo: Conocer a la Fotogrametra a travs de su historia y definir enforma general algunas aplicaciones.


7/150


3

1.1 ORGENES Y SU DESARROLLO

Fotogrametra, se puede definir como la ciencia que auxiliada de otras ciencias trata delos mtodos necesarios para transformar la proyeccin cnica de las imgenesfotogrficas en una proyeccin ortogonal a escala.1

Algunos autores la definen como la ciencia o arte de obtener medidas confiables pormedio de fotografas con el fin de determinar las caractersticas geomtricas de losobjetos fotografiados.

Una definicin ms actual es la que da la Sociedad Americana de Fotogrametra; comoel arte, ciencia y tecnologa de obtencin de relieves de objetos fsicos y el medio, atravs de procesos de registros, medidas e interpretacin de imgenes fotogrficas,patrones de energa radiante electromagntica y otros fenmenos.

Aunque la Fotogrametra ahora incluye el anlisis de otros registros tal como patrones deondas de radio y fenmenos electromagnticos (percepcin remota), la fotografa estodava el principal origen de informacin; as pues demos un breve vistazo a los orgenesy desarrollo de la Fotogrametra.

La Fotogrametra, propiamente, comienza con la aplicacin de la fotografa en trabajostopogrficos, sin embargo antes de la invencin de la fotografa se inici el uso de lasperspectivas dibujadas a mano con el fin de levantar cartas de costas, construcciones opaisajes. As, en 1726, Cepellen las utiliz para levantamientos costeros y, en 1759, J .H.Lambert estableci las matemticas para la transformacin de una perspectiva.

1839

En agosto de 1839, hace ya 166 aos, Francois Arago haca la presentacin deldaguerrotipo en el Palacio del Instituto de Francia, durante una sesin de la Academia de

Ciencias. Con ese acto, la invencin de Louis Daguerre era ofrecida al dominio pblicotras arduas negociaciones con el gobierno francs para la adquisicin de la patente.

Daguerre haba nacido en 1787 en una localidad prxima a Pars, Cormeilles en Pars."Pintor y decorador, haba hecho decorados de teatro muy apreciados y, sobre todo, erafamoso por su Diorama donde aprovechaba sus conocimientos en perspectivas y enjuegos de luces. Era una variante del Panorama creado en Inglaterra por Robert Beker en1793. Se trataba de un amplio decorado de varios planos recortados que, con lucesapropiadas, daba una impresin de perspectiva. El Diorama de Daguerre y Bouton, susocio, instalado en 1822 cerca de los Boulevares, en la actual plaza de la Repblica,atraa a las muchedumbres.Para la realizacin de los decorados pintados del Diorama,Daguerre recurra con frecuencia a la cmara oscura, utilizada por pintores, dibujantesy naturalistas desde el Renacimiento, comprndole los objetivos a los hermanos Vincent yCharles-Louis Chevalier, pticos de renombre en Pars y diseadores de un doblete tipomenisco f: 16 (luego reducida a f: 12) que, con algunas variantes, se contina fabricandohasta el presente para equipar cmaras de foco fijo de bajo precio. Chevalier eratambin proveedor de Niepce, quien se encontraba investigando la posibilidad deregistrar imgenes imperecederas por medio de la cmara oscura y que en los aos 1826 1827 haba logrado resultados positivos aunque no lo dejaron satisfecho. 1

1 PAUL R. Wolf MC Graw, ELEMENTS OF PHOTOGRAMMETRY KOGAKUSHA LTD JAPAN, PAG. 1


8/150


4

Es as que Chevalier actu de contacto entre Niepce y Daguerre, quienes en 1829firmaron un acuerdo societario para darle un mayor impulso a las investigaciones queestaban llevando a cabo. En rigor, a las investigaciones de Niepce, ya que Daguerre erapoco y nada lo que haba investigado sobre el tema.

Lo cierto es que Daguerre hered los conocimientos de su socio. Haba iniciado "en 1826una correspondencia con Niepce y para 1829 haba logrado impresionarle lo suficientecon sus conocimientos e ingenio como para convencerle de que se asociara con l yreunieran sus recursos, y ello pese a que Daguerre no haba podido crear ni una imagensiquiera estable". En 1833 falleci Niepce, y Daguerre, basndose en los descubrimientosde su socio, sigui adelante hasta que, accidentalmente, descubri el revelado.

Un accidente afortunado

Daguerre haba guardado en una alacena una placa de cobre plateada y sensibilizadacon yodo en la que, tras la exposicin en la cmara oscura, no haba logrado ningunaimagen. Das despus, se top con esa placa y observ que se haba formadoparcialmente en la superficie una tenue imagen. Cerca de la placa haba un termmetrode mercurio que estaba roto, por lo que dedujo que exista una relacin entre la imagen yese metal. Lo cierto, es que los vapores del mercurio haban "desarrollado" la imagenlatente. De ahora en ms, era suficiente exponer por un tiempo relativamente breve laplaca sensibilizada y luego, qumicamente, revelar la imagen. El "accidente" habaocurrido en 1835, pero tard dos aos en lograr un procedimiento cientfico para hacer el"dagurreotype", tal como lo bautiz.

Figura 1.Vista del Boulevard du temple, Pars, 1838, daguerrotipo realizado por Louis Daguerre. En el ngulo izquierdoaparece, por primera vez una persona en un daguerrotipo. Coleccin del Bayerisches Nationalmuseum, Munich.

Primero tuvo que encontrar un mtodo para fijar las imgenes y hacerlas estables,sirvindose para ello del tiosulfato de sodio. Despus se empe en encontrar un mtodode comercializacin, que era una de las cosas que ms le preocupaban.


9/150


5

Intent primero vender acciones pero fracas en su intento por ganar socios porque senegaba a dar a conocer siquiera alguno de los aspectos del invento. Incluso "a menudocambiaba de droguera para comprar los productos que utilizaba y muchos los adquirano ya para usarlos sino con la finalidad de dar pistas falsas a los que se interesaban por laorientacin de sus experimentos. Lo cierto es que careca de la formacin cientfica deNiepce, y por ello actuaba de forma totalmente emprica.

Finalmente se pudo contactar con el cientfico Francois Arago que era, adems,presidente del bloque demcrata izquierdista, opositor a los Republicanos en la Cmarade Diputados. Arago se embander en la causa daguerreana y realiz una campaapoltica para que el Estado francs comprara la patente del invento y la diera a conocerpblicamente, con lo que le solucionaba todos los problemas econmicos a Daguerre yle proporcionaba a Francia la gloria y el reconocimiento internacional, uno de los msmaravillosos descubrimientos que honran a nuestro pas, como expres al ministro delInterior, Duchatel, al presentar el proyecto de ley.

Como si los argumentos de Arago fueran pocos para convencer a los ms remisos a votarfavorablemente, en marzo de 1839 un incendio destruy completamente el Diorama deDaguerre, dejndolo en la ruina. El Estado acept otorgarle una jugosa pensin a cambiode la patente.

El 30 de julio, la Cmara de los Pares confirm la votacin de la ley con voto tambinunnime, despus de haber odo un discurso de (Louis-Joseph) Gay-Lussac en que ni senombr a Niepce.

El invento de Louis Daguerre haba sido presentado con toda pompa en el Instituto deFrancia durante la histricasesin de la Academia de Ciencias del 19 de agosto de 1839,por Francois Arago que, en su discurso de inauguracin, hizo una encendida apologa delas posibilidades del procedimiento expresando que para copiar los millones y millones dejeroglficos que cubren, en el exterior incluso, los grandes monumentos de Tebas, deMenfis, de Karnak, etc. ...se necesitaran veintenas de aos y legiones de dibujantes. Con

el daguerrotipo, un solo hombre podra llevar a buen fin ese trabajo inmenso... Cabeesperar que puedan obtenerse mapas fotogrficos de nuestro satlite. Es decir, que enunos pocos minutos se ejecutar uno de los trabajos ms largos y delicados de laastronoma.... Con una visin proftica, Arago mencion algunas de las aplicaciones quehoy son de uso comn por medio de la fotografa satelital y en la investigacin cientfica.

Un ao despus del invento de Daguerre, Arago, que adems era un geodesista de laAcademia Francesa de la Ciencias, demuestra el uso de las fotografas en la Topografa.

En cuanto se logro hacer fotografas de un modo prctico, se pudo apreciar que lafotografa era el medio ms ventajoso de conservar los diferentes puntos y lneasprovenientes de los objetos fotografiados, pero haba que idear la manera de reconstruiren un momento dado la forma y dimensiones de lo fotografiado, fue as como el CoronelAim Laussedat del Cuerpo de Ingenieros de la Armada Francesa, inici susinvestigaciones para probar la utilidad de la fotografa con fines topogrficos. En 1849toma las primeras fotografas areas con la ayuda de un globo y una cmara fotogrficaacondicionada y en 1851 invent el primer mtodo de restitucin basado en dosfotografas de un mismo objeto tomados desde los extremos de una lnea llamada base(Figura 2).2

2PAUL R. Wolf MC Graw, ELEMENTS OF PHOTOGRAMMETRY KOGAKUSHA LTD JAPAN, PAG. 2 Y 3


10/150


6

Figura 3.

Objeto

ngulo de cobertura ngulo de cobertura

Proyeccin conica

Linea base

Figura 2.

Como resultado de sus experiencias, presento en 1857 el primer fototeodolito (Figura 3),combinacin, de teodolito y cmara y el primer plano de Pars, levantado con fotografasterrestres.

Posteriormente a los mtodos de Laussedat, simultneamentelos profesores Porro de Italia y Koppe en Alemania disearonprocedimientos similares para mejorar los principiosgeomtricos de la restitucin fotogramtrica, Porro en 1871construye un Fotogonimetro para ladeterminacin sobre lasfotografas de los ngulos horizontales (acimutes) y verticales(alturas). En 1896 da a conocer Koppe su Teodolitocomparador, de iguales aplicaciones que el Fotogonimetrode Porro.

En 1892 Stolze descubri el principi de la marca flotante1, elcual fue puesto en prctica por Pulfrich, con lo que se inici laEstereofotogrametra.

En 1898, nace el fotomapa (mosaico), el cual viene a llenar lasexigencias de cubrir grandes superficies de terreno deducidasde vistas areas; el principio son los dobles proyectores.

En 1901 Pulfrich, diseo en forma independiente un estreo-comparador e instruy el mtodo de levantamiento yrestitucin.

Con el nacimiento de la aviacin gracias a los hermanos Wright en 1903, se tuvo unimpulso para la toma de las fotografas areas y el desarrollo ms amplio de la restitucin.

Durante el transcurso de la Primera Guerra Mundial, las fotografas se empleaban, sobretodo, para adquirir informacin de reconocimiento, esto hizo que se incrementaran lasinvestigaciones en el terreno fotogramtrico, se perfeccionaron las cmaras areas y seinventaron instrumentos de restitucin ms precisos.

1Marcas idnticas o complementarias sobre puntos homlogos en un par de fotografas, que se vern fusionadas en una sola marca

flotante, aparentemente formando parte de la imagen ya la misma altura de la zona que lo rodea, se ver a detalle en el capitulo

correspondiente.


11/150


7

La Fotogrametra avanz rpidamente de 1920 a 1940 y recibi un fuerte impulso por lasnecesidades de la Segunda Guerra Mundial. Desde entonces, las mejoras en lascapacidades de medicin de los instrumentos fotogramtricos y en las tcnicasoperativas han ido al parejo con los avances en la fotografa.

En el primer congreso de Fotogrametra en el ao de 1913 en la ciudad de Viena Austria,

se contaba ya con nuevas y valiosas aportaciones en la Fotogrametra ah el CapitnCesare Tardivo presento un mosaico en la escala de 1:4000 de la ciudad de Bengasi,Italia.

En 1915, se obtiene el doble proyector que sirve para tomar fotografas verticales.

En el ao de 1930 se editaron los primeros libros de Fotogrametra por los profesoresalemanes Von Gruber y Gast Hugersohff.

La Fotogrametra se ha desarrollado en todos los sentidos y como consecuencia de ello,hubo una rpida transformacin fundamental en la tcnica de los levantamientostopogrficos.

Se debe considerar ante todo, la elaboracin de procedimientos de triangulacin area,cuyas caractersticas estn basadas en los estudios realizados por Shceimpflug, S.Finswterwalder y principalmente por O. V. Gruber llevados acabo en 1944. Durante losltimos decenios se hace uso corriente de la estereofotogrametra, con aparatosautomticos que con toda precisin y en muy poco tiempo representan con todafidelidad el terreno fotografiado, construyndose as planos con curvas de nivel a escala,adems para toda clase de aplicaciones prcticas. En la actualidad se utilizancomputadoras con su respectivo software en muchos de los aparatos de anlisis yrepresentacin.

Podemos considerar que la Fotogrametra en nuestro pas se inici aproximadamente en1930, cuando el ingeniero Luis Struck fund la compaa mexicana Arofoto S.A., y su

aplicacin posterior en las instituciones de gobierno como la Secretara de Obras Pblicas,la Secretara de la Defensa Nacional a travs de su Departamento de Cartografa y laSecretaria de Programacin y Presupuesto a travs del Instituto Nacional de Estadstica,Geografa e Informtica (INEGI).

Figura 4.


12/150


8

Enseguida se presentan a manera de resumen algunos hechos histricos de laFotogrametra.

1726: Con anterioridad al nacimiento de la fotografa, Cepeller traza una carta delmacizo de Pilatos, partiendo de perspectivas dibujadas a mano.

1759: J. H. Lambert en su obra "Perspectiva libre", desarrolla el procedimientosistemtico para la transformacin de una perspectiva y se realizan aplicacionesaisladas tales como levantamientos de cartas de costas.

1816: Nicphoro Nipce logra imgenes sobre papel mediante la cmaraobscura.

1839: Francois Arago despus de que Daguerre hace pblico el invento de lafotografa inmediatamente piensa en utilizar el descubrimiento en loslevantamientos topogrficos.

Entre 1851 y 1857 el Coronel francs Aim Laussedat, a quien se le considera elfundador de la Fotogrametra, a la que l design como metrofotografa, crea elprimer instrumento apropiado para los levantamientos fotogramtricos y el primermtodo de restitucin por intersecciones.

1898: Scheimpflug, Capitn austriaco, desarrolla el doble proyector, realizafotomapas a partir de fotografas areas, establece la teora de la transformaciny a l se le debe la teora de la triangulacin radial.

1899: Primera obra terica de Fotogrametra, escrita en espaol: "TopografaFotogrfica" de Iriarte y Navarro.

1901: Pulftich "padre de la estereofotogrametra" construye el estereocomparador

con el que se inicia una nueva era en el campo de la Fotogrametra.

1909: La Fotogrametra terrestre alcanza su plenitud gracias al teniente austriacoVon Orel, inventor del estereoautgrafo, aparato de restitucin automtica.

1913: Se celebra en Viena el Primer Congreso Internacional de Fotogrametra.

A partir de esta fecha la Fotogrametra se ha desarrollado en todos los sentidos.

1.2 APLICACIONES DIVERSAS DURANTE SU DESARROLLO.

La visin de Francois Arago de utilizar la fotografa con fines topogrficos, marco aldescubrimiento de Daguerre de solo registrar eventos socio-histricos al uso del mismopara fines distintos concebidos por el propio Daguerre, el desarrollo de la Fotogrametraesta ligado con los distintos usos, desde el Coronel Aim Laussedat en reconocimientoareo desde globos hasta la Primera y Segunda Guerra mundial ya en vehculos areosmotorizados y equipos fotogramtricos ms desarrollados que en la actualidad siguesiendo desarrollada por militares para sus propios fines.


13/150


9

La Fotogrametra es uno de los principales medios para la cartografa. Por ejemplo, elServicio Geolgico de Estados Unidos emplea los mtodos aereofotogramtricos casiexclusivamente para elaborar cartas de cuadrangulacin. Continuamente se mejoran lascmaras, pelculas, instrumentos y tcnicas especiales, de modo que los planos y cartaselaborados fotogramtricamente en la actualidad satisfacen normas de muy altaprecisin. Otras ventajas de este mtodo de cartografa son:

La rapidez de cobertura de una zona o regin.

Costo relativamente bajo.

Facilidad de obtener detalles topogrficos, especialmente en zonas inaccesibles.

Probabilidad reducida de omitir datos, por razn de la cantidad enorme dedetalles que se indican en las fotos.

El avance cartogrfico mundial hasta 1970, nicamente cubra el 20% de la superficieterrestre, con representaciones a escala de I: 1 000,000 menores, dicha escala esconsiderada como la mnima til para planear programas de desarrollo, las cuales noresultan suficientes para las aplicaciones dentro de las ramas de la Ingeniera. Siobservamos esto, encontramos que sera imposible cartografiar el 80% de la superficieterrestre restante con los mtodos tradicionales, entendindose el por qu de laaplicacin de la Fotogrametra en esta labor.

El perfeccionamiento de estas tcnicas, equipo y material, se complementa actualmentecon los procesos electrnicos automatizados, las tcnicas espaciales y muchos otrosmecanismos que hacen de la fotografa area y de las imgenes fotogrficas una mejorherramienta para el mejor conocimiento de los recursos de la corteza terrestre.

Ha sido a partir de las llamadas tecnologas espaciales que se han desarrollado otros tiposde sensores, con principios totalmente diferentes a los que rigen las cmaras fotogrficas

comunes y la "impresin" de la fotografa misma.

Estos sensores, montados en satlites artificiales u otros vehculos areos, permiten captarlos diversos rangos de energa que reflejan o emiten los diversos cuerpos de la cortezaterrestre, y, posteriormente, enviar estas seales a estaciones receptoras terrestres o seencarga directamente de su registro en cintas analgicas, CD's, DVD's y otros, o de surepresentacin en imgenes fotogrficas. Este proceso permite diferenciar tcnica yprcticamente los materiales aerofotogrficos de las "fotografas" y de las "imgenes".

En tal sentido consideramos a la fotografa como aquella que se obtiene a travs de unaproyeccin geomtrica central, utilizando una cmara fotogrfica que haga pasar por sulente en forma directa los rayos de luz que impresionan una emulsin fotogrfica.

La Fotogrametra tiene en la actualidad muchas aplicaciones en Ingeniera y Topografa.Por ejemplo, en el campo de la Ingeniera de carreteras se emplea extensamente,primero la fotointerpretacin en la zona del anteproyecto, para posteriormente elaborarlos planos y las secciones transversales necesarias para el reconocimiento del terreno, laplaneacin preliminar, la seleccin del trazo o itinerario, y el proyecto definitivo incluyendolas cantidades de obra a evaluar. Otra aplicacin significativa es la determinacinprecisa de coordenadas de puntos en tierra para levantamientos de control, catastrales ypara construcciones. Es de esperar que la Fotogrametra desempee un papel importanteen la obtencin de datos necesarios para los sistemas catastrales modernos.


14/150


10

La Fotogrametra bsica se aplica tambin con xito en muchos campos ajenos a laingeniera civil o de construccin. Por ejemplo, en geologa, arqueologa, servicio forestal,agricultura, conservacin ecolgica, planificacin, operaciones militares de inteligencia,medicina, odontologa, control de trnsito urbano y en carreteras principales,investigacin de accidentes, etc. (En este trabajo de tesis, se abarcar en el captulo 4 enforma general su aplicacin en la Ingeniera civil). Las aplicaciones de la ciencia y la

ingeniera fotogramtrica han aumentado notablemente en aos recientes, y sucrecimiento futuro para resolver complejos problemas de medicin y cartografa estasegurado.

Figura 5. Fotografas Areas.


15/150


11

Bibliografa:

PAUL R. WOLF 1974 ELEMENTS OF PHOTOGRAMMETRY, EDIT. MC GRAW HILL JAPONPAG 1 a 72.

WOLF / BRINKER, 1977, TOPOGRAFIA, EDIT. ALFAOMEGA MXICO D.F PAG 675 A 682.


16/150

PRINCIPIOS BSICOS DE LA FOTOGRAMETRA ACTUAL. CAPTULO 2: TEORA DE LA FOTOGRAMETRA.

12

CAPTULO 2: TEORA DE LAFOTOGRAMETRA.Objetivo: Definir los conceptos bsicos para la comprensin de la teorafotogramtrica.


17/150


13

2.1 FOTOGRAFAS AREAS.

Como la Fotogrametra es la ciencia o arte de realizar mediciones precisas con base enfotografas areas, para hablar de ellas hay que hablar primeramente de las cmaras conlas que se obtienen. La cmara area es el instrumento de Fotogrametra que registra la

informacin de la superficie de la tierra por medios fotogrficos. Todo este acopio deinformacin se procesa fotogramtricamente para la produccin de mapas o planos.

Las cmaras fotogrficas areas son instrumentos de precisin destinados a tomar fotosdesde aeronaves. Las cmaras areas se mueven durante la exposicin, por lo que serequieren tiempos cortos de exposicin, con obturadores de gran eficiencia y negativoscon emulsiones de alta velocidad. Se tienen que realizar un gran nmero de exposicionesen rpida sucesin, el intervalo entre exposiciones debe ser corto y los almacenes(magacn) deben ser de gran capacidad para reducir el nmero de veces que se deberecargar la cmara durante el vuelo.

El desarrollo de cmaras de precisin con lentes de alto poder de resolucin, y distorsindespreciable, constituye uno de los avances ms significativos de la Fotogrametra.

Si se considera que un sensor remoto es un instrumento que recopila informacin de unobjeto sin estar en contacto directo con l, las cmaras areas pueden considerarsecomo sensores remotos que trabajan con negativos provistos de emulsiones sensibles a laslongitudes de onda comprendidas entre 0.45 y 1.30 micrones (ultravioleta-infrarrojo) delespectro electromagntico. Las cmaras fotogrficas areas son sensores clasificadoscomo pasivos ya que reciben la energa emitida por otra fuente generalmente el sol,reflejada por los objetos sobre la superficie terrestre, es decir, no tienen fuente de energapropia como el radar.

Clasificacin.

Figura 6. Cmara Zeiss RMK

Las cmaras areas se puedenclasificar desde distintos puntos devista. Principalmente se clasificancon respecto a su tipo de formato,campo angular del objetivo, uso, yla inclinacin del eje ptico de lacmara.

Formato: las cmaras puedenclasificarse como cmaras conformato o cmaras sin formato.

a) Cmaras con formato: son

aquellas en que el formato, porlo general de forma cuadrada,(18x18cm. 23x23cm. 3Ox30cm.o rectangular 18x12cm.) limitala imagen expuesta a travs delobjetivo. La exposicin secontrola por el tiempo y laabertura del diafragma.


18/150


14

a) Cmaras sin formato: son aquellas en que la imagen se registra en forma continuasobre una faja, por integracin de rectngulos transversales angostos. Las cmaraspanormicas y las continuas pertenecen a este grupo.

Para la mayor parte de las aplicaciones de ingeniera y cartogrficas, la cmara con

formato es la mas comn y por tanto nos centraremos en ella.

Campo angular del objetivo (cmara con formato).

Dentro de esta clasificacin la cmara puede dividirse en tres grupos:

1. Cmara normal:

f: 300mm.

Angulo de toma: 60

2. Cmara gran angular:

f: 150mm.

Angulo de toma: 90

3. Cmara sper gran angular:

f: 88.5mm.

Angulo de toma: 120

f: Distancia focal o principal.

Tipo normal. Trabajos donde la planimetra requiere de gran precisin, por ejemploproyectos de catastro, sin embrago, en los proyectos fotogramtricos realizados con estacmara, los costos son mayores debido al rea poco cubierta de terreno por cadafotografa.

Tipo gran angular.La cmara gran angular ha desplazado a la de ngulo normal por sumayor rendimiento econmico, y representa una situacin intermedia entre la cmaranormal y sper gran angular.

Tipo sper gran angular.Cubre casi el doble del rea que cubre la cmara gran angular,

se usa en trabajos altimtricos en regiones de topografa relativamente plana o no muyaccidentada (medicin de curvas de nivel, etc. ). Esto es as por que las distorsionesprovocadas en la imagen son mayores y para dar mayor posibilidad de observarestereoscpicamente los desniveles del terreno ms leves, su uso principal es para lafotointerpretacin.

Uso: el uso o finalidad principal en la cual se emplean las imgenes obtenidas concmaras areas, constituyen otro criterio para su clasificacin. Puede hablarse de tresgrupos:


19/150


15

a) Cmaras de reconocimiento. Su finalidad es producir imgenes para identificarobjetos, pero con ellas no se realizan operaciones mtricas, por no conocerseexactamente los datos de calibracin de la cmara.

b) Cmaras mtricas o cartogrficas. A diferencia de las anteriores, su principalobjetivo es captar imgenes para realizar con ellas todo tipo de mediciones. Su

orientacin interna o calibracin debe permanecer constante durante ciertotiempo y debe conocerse en forma exacta.

c) Cmaras especiales. Son aquellas cuyo diseo obedece a propsitos especialescomo, por ejemplo, fotografa nocturna, fotografa infrarroja.

Inclinacin del eje ptico de la cmara.

Por diversas razones, la fotografa vertical es la de uso mas comn en proyecciones demapeo y en fotointerpretacin. Sin embargo, no se deben olvidar las fotografas tomadascon cmaras inclinadas, utilizadas en proyectos especiales y en fotointerpretacin.

En funcin de la inclinacin del eje ptico las cmaras pueden clasificarse en:

a) cmaras para fotografas verticales. Se dice que una fotografa es vertical cuandola inclinacin del eje ptico de la cmara con respecto a la vertical es hasta de 3en el momento de la exposicin.

b) Cmaras para fotografas inclinadas. Las cmaras pertenecen a este grupocuando el ngulo de inclinacin del eje ptico con respecto a la vertical es mayorde 3 e inferior a 90. Las fotografas inclinadas pueden dividirse en dos grupos:inclinadas y muy inclinadas, tambin conocidas como fotografas oblicuas bajas yoblicuas altas, respectivamente. Una fotografa es inclinada cuando la inclinacindel eje o de la cmara desde 7 a 18 ya sea convergente, inclinacin a lo largode la direccin de vuelo; u oblicua, inclinacin en direccin perpendicular a la

lnea de vuelo y tiene la particularidad de que el horizonte no aparece. Unafotografa muy inclinada es aquella en que aparece el horizonte.

c) Cmaras para fotografas terrestres. Es un tipo especial de cmara diseada paratomar fotografas horizontales y se emplea en combinacin con un fototeodolito;el eje de la cmara tiene una inclinacin de 90 con respecto a la vertical.

Componentes de la cmara.

La cmara est suspendida en un montaje de modo que queda libre para girar alrededorde los tres ejes principales. El siguiente esquema (Figura 7) muestra las partes mssignificativas de una cmara area.


20/150


16

Filtro

cono

f

Magacin

pelicula

obturador

diafragma

plano focal

Rayo deluz

lentes

Figura 7.

La siguiente es una descripcin general del esquema presentado:

Mecanismo ptico.

Sistema de lentes: formado por dos o ms elementos acoplados de tal forma quepermiten el paso de los rayos de luz que llegan a la pelcula para formar las imgenes delos objetos fotografiados.

El diafragma:este elemento regula el paso de los rayos de luz y esta formado por hojillas

metlicas superpuestas y con movimiento giratorio.

Obturador:este elemento es el que controla el intervalo de tiempo en que los rayos de luzpenetran al plano focal o a travs del diafragma y debido a la velocidad que el avinlleva, el obturador esta construido de tal forma que sus movimientos son de fraccin desegundos hasta de un milsimo.

Filtro: este elemento selecciona el tipo de luz que penetra en la cmara, eliminandoparticularmente la luz azul y violeta para pelcula blanco y negro, establecindoseentonces que el color del filtro puede variar de acuerdo a la pelcula usada desde elamarillo claro hasta el rojo oscuro.

Los filtros de uso ms comn en la obtencin de fotografas areas son los siguientes:

Neutros: para compensar el espesor de otros filtros y el efecto que produce el azul delcielo.

Amarillo:limita la influencia de la niebla atmosfrica y absorbe las radiaciones ultravioletasy azules.


21/150


17

Rojo-naranja: absorbe la radiacin azul-verde y limita el efecto de la niebla atmosfricaen fotos areas infrarrojas.

Monocromtica: son filtros especiales que cortan o transmiten nicamente las radiacionescorrespondientes a una sola banda (color) del espectro electromagntico. Si se utiliza en

combinacin con emulsiones infrarrojas o pancromticas, producen imgenesmultiespectrales.

Cuerpo de la cmara.

Se llama as a la parte fsica de la cmara que de acuerdo con el diseo particular decada modelo, incluye al cono de la misma y al plano focal. Dentro del cuerpo de lacmara se presenta un elemento bsico de la misma que define la geometra de lasfotografas llamndosele distancia focal. Otro elemento importante en el cuerpo de lacmara es el referente al formato de la cmara el cual depende de las marcasfiduciales2.

Cono.

La finalidad del cono de la lente, llamado tambin cono de la cmara, es servir desoporte al objetivo y permitir que slo la luz que pase a travs del objetivo llegu a lapelcula.

El cono y el cuerpo de la cmara se emplean tambin para mantener el objetivo a unadistancia fija (distancia principal f) del plano focal definido por el marco superior delcuerpo de la cmara.

Cono interno.

En realidad, en las cmaras mtricas el cono es un cono interno que contiene el objetivo y

las marcas fiduciales, y esta construido de un material con un coeficiente de dilatacintrmica muy baja, para mantener el objetivo, el eje ptico y el marco con las marcasfiduciales en posicin rgida en las condiciones normales de funcionamiento de lacmara.

Magacn.

Este elemento es el que guarda la pelcula virgen y sensibilizada utilizada para la toma defotografas y esta diseada de tal manera que permita la carga y descarga de la pelculade una forma sencilla y tiene una capacidad para llevar desde 50 hasta 120m depelcula.

2 Las marcas fiduciales. Estn en el marco que definen el formato, y son seales indicativas opuestas que definen los ejes x, y de la

fotografa y cuya interseccin define el punto principal.


22/150


18

Mecanismo de avance yvaco.

Este mecanismo que se incluye en los componentes de la cmara, tiene dos finalidades:

a) Avanzar la pelcula entre exposicin y exposicin.

b) Mantener completamente plana la pelcula en el momento de la exposicin,creando para ello un vaco mediante una succin de aire contenido en lacmara.

Ambas operaciones estn perfectamente sincronizadas.

Fotografas.

El proceso fotogramtrico se inicia propiamente con las fotografas areas las cuales sonuna proyeccin geomtrica central, en la que los rayos reflejados de los puntos del objetoal atravesar un objetivo, inciden sobre un plano, formando as la imagen fotogrfica.

Los elementos bsicos de la fotografa area son factores geomtricos. A partir de ellos lafotografa area adquiere sus caractersticas y define los procesos fotogramtricos porseguir para su estudio cuantitativo y elaboracin de los mapas; es conveniente definirdichos factores con respecto a una fotografa area casi vertical, es decir, aquella quetiene una inclinacin en el eje central de perspectiva o eje ptico no mayor que 3.

a) Centro de proyecciones (o). (lente de la cmara fotogrfica) se forman el puntocentral nodal de la lente o sistema de lentes.

b) Eje nadir (Nn). Lnea imaginaria perpendicular al plano del terreno que pasa por elcentro de proyecciones hasta interceptar al plano del negativo.

c) Eje ptico de la cmara (Pp). Lnea imaginaria que puede tener diferentesinclinaciones con respecto al plano del negativo y pasa por el centro deproyecciones e intercepta al plano del terreno; estas inclinaciones pueden serintencionales o imprevistas, cuando son imprevistas ocasionan una serie dedesplazamientos en las imgenes que necesitan ser corregidas; cuando sonintencionales se obtienen fotografas oblicuas que pueden ser bajas o altas segnla aplicacin a que se destinen.

d) d). Nadjr (n). Es el punto definido en el negativo por la interseccin del eje nadir, alplano del negativo.

e) Punto principal (P). Es el punto que se define en el negativo por la interseccin deleje ptico de la cmara al plano del negativo.

f) Punto isocentro (i). Es el punto en que la bisectriz del ngulo formado por el ejeptico de la cmara y el eje nadir intercepta al plano del negativo. En fotografasareas o casi verticales puede considerarse que los tres puntos (n, p, i) coincidenen uno solo, conocido como punto principal. En este caso el plano del negativo estericamente paralelo al plano del terreno.

g) Plano de referencia (PR). Plano imaginario en el terreno utilizado para calcularvalores absolutos en la fotografa area.


23/150


19

h) Plano del negativo (PN). Plano real en la cmara fotogrfica donde se forma elfoco de la imagen. Su reciproco es el plano del positivo, el cual se formatericamente opuesto al plano del PN a la misma distancia f del centro deproyecciones.

i) Altura de Vuelo (N). Elevacin del centro de proyecciones sobre el terreno o plano

de referencia en el momento de la exposicin fotogrfica.

j) Distancia principal (f). Distancia del centro de proyecciones al plano del negativo.

k) Inclinacin de la fotografa (t). ngulo formado por el eje ptico de la cmara y eleje nadir. (Ver Figura 8)

plano de terreno

eje vertical del terreno

centro de proyecciones (o)

eje optico de la camara

p

i

nplano del negativo

N I P

f

H

plano de referencia

Figura 8.

Por su relevancia en el proceso fotogramtrico se profundizar en los conceptos de puntoprincipal y distancia principal.

El punto principal en una fotografa area vertical es aquel donde se conjugan los puntosnadir, isocentro y el mismo punto principal, el cual, por sus caractersticas, resulta ser elnico punto ortogonal dentro de la fotografa; ya que corresponde a la definicin de laproyeccin geomtrica ortogonal (punto formado por la proyeccin de un ejeperpendicular al plano).

Es por esta caracterstica, la importancia del punto principal, que a partir de l se inicia laproyeccin central de la fotografa area y, por lo tanto, el desplazamiento de lasimgenes fotogrficas. Estos desplazamientos resultan proporcionales a partir del puntoprincipal, para toda el rea de cobertura de la fotografa, siendo mayor eldesplazamiento de los objetos en tanto sea mayor su distancia con respecto a l.

Para su localizacin, se hace uso de las marcas fiduciales cuya interseccin lo definen.(Figura 12)


24/150


20

La distancia principal es uno de los elementos ms importantes de la cmara fotogrficaarea, ya que en relacin con ella se encuentran ligadas estrechamente determinadascaractersticas de la fotografa, a saber:

a) El tamao de la distancia principal determinar los desplazamientos en lasimgenes fotogrficas, as como el crecimiento aparente de la altura de los

objetos del modelo estereoscpico.

b) Su relacin con la altura de vuelo influye de manera importante en la escalafotogrfica, en el rea de cobertura de la magnitud de los desplazamientos.

En forma descriptiva y a travs de las siguientes figuras, se pueden mostrar algunas de lasrelaciones de la distancia principal con los elementos antes mencionados. (Figuras 9 Y 10).

De un breve anlisis de las figuras anteriores se puede concluir las siguientes relaciones:

a) La distancia principal es inversamente proporcional al desplazamiento de lasimgenes fotogrficas, (Figura 11) o sea:

>f< desplazamiento, y viceversa.

b) A una misma altura de vuelo la distancia principal es directamente proporcional ala escala fotogrfica (Figura 11), o sea:

>f> escala fotogrfica (para la misma altura de vuelo).

c) Para obtener una misma escala fotogrfica, la distancia principal vara en formadirecta proporcional a la altura de vuelo (Figura 10), o sea:

>f>H (para una misma escala).

lente

Altura

de

vuelo

Area de cobertura

A

A

A

Figura 9.


25/150


21

Clasificacin.

Los criterios ms comunes para clasificar a la fotografa area se basan principalmente enel campo angular del objetivo de la cmara, en funcin de la inclinacin del eje pticode la cmara y segn el uso de la fotografa.

En funcin del campo angular del objetivo con que se toman las fotografas estas puedenclasificarse en normales, gran angulares y sper gran angulares (60,90 y 120respectivamente). Cuando se calcula el campo de las cmaras que se fabricanactualmente, para ninguna de ellas se obtendrn algunos de estos valores si no valoresaproximados de ellos.

En funcin de la inclinacin del eje ptico de la cmara con respecto a la vertical, lasfotografas pueden clasificarse en:

De eje ptico vertical. Se dice que es vertical cuando la inclinacin con respectoa la direccin de la gravedad es menor a 3.

De eje ptico inclinado. Es aquella en la cual el eje ptico de la cmara es mayora 3 con respecto a la direccin de la gravedad y se divide a su vez en:

Baja inclinada. Cuando la fotografa no alcanza a registrar el horizonte.

Alta inclinada. Cuando la fotografa alcanza a registrar el horizonte.

De eje ptico horizontal. En este caso el eje ptico de la cmara es paralelo o casiparalelo a la superficie terrestre (90 con la vertical).

Para las fotografa areas verticales la escala es uniforme en toda la foto y solo ocurrendiferencias por el relieve en el terreno, y en los otros tipos, la escala no es uniforme, si noque varia en forma lineal.

Altura

de

vuelo

Area de cobertura

D

B

A

C

Altura

de

vuelo

Area de cobertura

Fi uras 10 11.


26/150


22

Por tanto, la fotografa vertical es la ms fcil de mapear, actualmente la mayora de losequipos que estn diseados sirven para restituir este tipo de fotografas y solo algunos deellos permiten restituir modelos con fotografas inclinadas 7, 12 y 18.

Los tipos de fotografas mencionadas originan que la Fotogrametra se divida para suestudio en:

a) Area. (De eje ptico vertical).

b) Terrestre. (De eje ptico horizontal).

El presente trabajo trata principalmente de la Fotogrametra area, es decir, fotografasde eje ptico vertical, por tanto no ahondaremos en la Fotogrametra terrestre; laFotogrametra terrestre tiene diferentes aplicaciones.

Segn el uso esta se clasifica en:

a) Panormica. Se toma con cmaras especiales. La cmara "barre" el terreno endireccin perpendicular a la lnea de vuelo. Su cobertura lateral es muy ampla yllega hasta 180.

b) De faja continua. Se utiliza principalmente con fines de ingeniera en lo relativo atrazos de carreteras, lneas de conduccin, lneas de alta tensin, etc. Suconstruccin permiteel paso continuo de la luz a travs de una rejilla que imprimela pelcula fotogrfica en movimiento.

c) El radar aunque no es una cmara, toma una imagen continua del terreno, por locual puede considerarse dentro de esta clasificacin.

d) De reconocimiento. Se utiliza casi exclusivamente con fines militares. Tuvo augedurante la Segunda Guerra Mundial. Estas fotografas se toman con cmaras de

distancia principal muy grande para mantener una escala aceptable aunvolando a grandes alturas, lo cual era necesario debido al gran alcance de lasbateras antiareas. Sin embargo el cubrimiento terrestre por fotografa es muypequeo.

e) Cartogrfica. Es la fotografa que se utiliza para elaborar mapas o para realizarmediciones fotogramtricas precisas. Las cmaras cartogrficas son cmarasmtricas cuyos elementos internos, como distancia principal, formato, plano focal,etc., estn perfectamente calibrados.


27/150


23

El siguiente esquema muestra las principales caractersticas de una fotografa area deeje ptico vertical.

Indicadores:

1. Nivel esfrico:nos indica si la cmara se encuentra inclinada o no, si la cmara se

encuentra inclinada producir una imagen de eje ptico inclinado, es por ello queel camargrafo debe nivelar la cmara con ayuda de los tornillos niveladores de lapropia cmara. La cmara area se puede inclinar por las siguientes razones.

Cabeceo del avin. Es el resultado de la inclinacin positiva o negativa delavin en el sentido de la lnea de vuelo. El giro se efecta sobre el eje Y,considerando el eje X como la lnea de vuelo.

Alabeo del avin.Es el giro del avin alrededor del eje de las X.

2. Reloj: los detalles areos se tienen que observar en gabinete en tercera dimensin,es decir, como si el proyectista estuviera observando desde el avin y esto solo serfactible si entre una foto y la que sigue existe un traslape de aproximadamente 60%.

El reloj en su imagen nos permite checar el tiempo transcurrido entre la primera y lasegunda fotografa y este tiempo nos permite verificar si se tiene el traslape del 60%como se explicar ms adelante.

3. Altmetro: la imagen fotogrfica de este instrumento debe de aparecer en todas ycada una de las fotografas areas con el fin de garantizar que dichas fotografas setomaron a la altura de proyecto, desde luego con sus correspondientes tolerancias.En algunas ocasiones en lugar del altmetro aparece la imagen fotogrfica de otroinstrumento llamado Estatoscopio el cual en pleno vuelo registra las variaciones de

23 cm

23 cm

1

2

3

4

marcasfiduciales

indicadores

Figura 12. Esquema de una fotografa de eje ptico vertical


28/150


24

altura que sufre el avin durante el vuelo, motivado este por las condicionesnaturales atmosfricas.

4. Tablilla de registro: en este elemento cuya imagen tambin aparece en todas ycada una de las fotografas areas se observa el valor de la distancia focal de lacmara utilizada y un contador que indica en forma progresiva el nmero de

exposiciones obtenidas.

Dentro de la fotografa area se encuentra unas marcas del cual depende el formato delas mismas, son las marcas fiduciales que tambin juegan un papel importante en elproceso de restitucin; otros datos que se encuentran en la parte inferior de la cmarason: la escala, lugar fotografiado, compaa y encerrados en parntesis el nmero delnea 3y el nmero de foto separados por una coma.

Caractersticas generales.

Fsicas:

Tamao formato:

Con formato. Es aquella fotografa cuyo tamao se ajusta a un recuadro de dimensionesfijas. Los formatos ms comunes son: de 18x18 cm., de 23x23 cm., y de 70 mm(diapositivas).

Sin formato. Es aquella fotografa que se ajusta al tamao total del rollo fotogrfico y suproceso de toma corresponde a una sincronizacin entre la velocidad del avin y elpropio proceso de toma o registro de la imagen.

Material sobre el Cual se presenta:

El material sobre el cual se presenta la fotografa representa el grado estabilidaddimensional y, por lo tanto, de precisin en los procesos fotogramtricos, y va desde elpapel, pelcula o acetato, hasta el vidrio. El vidrio es el material que reporta mayorestabilidad dimensional, disminuyendo en el acetato y siendo mnimo en el papel.

3 Lnea: parte del rea de estudio cubierta fotogrficamente segn una trayectoria de vuelo programada tal cobertura, tambin llamada

faja de vuelo. Ver Figura 15.

0831

f=152.22 mm

Figura 13.


29/150


25

En los procesos de fotointerpretacin lo ms comn es encontrar el material impreso enpapel y en acetato, siendo el formato ms usado el de 23x23 cm. En la actualidad con lastcnicas de percepcin remota e imgenes multiespectrales se ha introducido el formatode 70 mm., en el proceso fotointerpretativo.

Caractersticas qumicas:

Sensibilidad dentro del rango del espectro electromagntico radiante.

Pancromtica.Con un rango de sensibilidad entre 400 y 700 nanmetros 4. Infrarroja. Conun rango de sensibilidad entre 350 y 900 nanmetros.

Multiespectral.Con un rango de sensibilidad pequeo y especfico dentro de la totalidaddel rango visible e infrarrojo cercano.

Tipo de emulsin.

Blanco y negro.La emulsin fotogrfica cuenta con una sola capa sensible que brinda laimagen en toda la gama de grises, desde el blanco hasta el negro.

En color. La emulsin fotogrfica cuenta con tres capas de sensibilidad con distintascoloraciones complementarias, lo cual reporta la imagen en toda la gama y matices decolores.

Proceso de toma.

La toma fsica de la fotografa area sigue un proceso que consiste en cubrir totalmente elrea de estudio con lneas o fajas de vuelo. Estas lneas de vuelo se orientan con respectoal terreno en funcin de determinadas caractersticas, las cuales sern analizadas msadelante. En cada lnea de vuelo se obtiene en secuencial y longitudinalmente todas las

fotografas necesarias, sobreponindose una sobre el rea del anterior un 60%aproximadamente. Entre lneas de vuelo existe un traslape o sobreposicin entrefotografas. Este traslape llamado sobreposicin lateral es, aproximadamente de un 30%del rea. (Figura 14).

4Nanmetro: Medida de longitud equivalente a la millonsima parte de un metro.


30/150


26

TEORIA DE LA FOTOGRAMETRIA

punto principal

sobre posicionlonguitudinal

linea de vuelo

linea de vuelo

linea de vuelo

sobre posicionlateral

Figura 14.

Factores que afectan la toma de la fotografa.

La curvatura terrestreocasiona en la imagen fotogrfica desplazamientos en forma radiala partir del punto nadir y su magnitud depende de la altura de vuelo, y las caractersticasgeomtricas de la cmara.

La refraccin atmosfrica provoca la misma deformacin que la anterior y los factoresque influyen es: la altura de vuelo y del terreno, as como las condiciones atmosfricas yde la cmara mtrica.

La distorsin del objetivo o lente, es causada por pequeas imperfecciones en la

curvatura de los lentes y por el centrado de stos.

Deformacin de la pelcula,esta es causada por los cambios de temperatura tanto en lapelcula como en el papel donde reimprimen, siendo estas de forma muy irregular.

La existencia de relieve implica un desplazamiento en los puntos de la imagen tambin amayor relieve mayor desplazamiento.

Compensacin.

La compensacin de las tres primeras fuentes de error citadas se puede lograr por lossiguientes mtodos:

1. ptico: utilizacin de positivas ya compensadas y placas de compensacin.

2. Mecnico: por medio de levas.

3. Analtico.

En la deformacin por temperatura no existe un mtodo para compensar los errores, solose recomienda procesar el material fotogrfico con mucho cuidado.


31/150


27

Por ultimo, vemos que la imagen fotogrfica con desplazamiento por efecto de relieve,no es recomendable para fines de mensuracin; por ello se utilizan pares estereoscpicosque nos dan la ventaja de definir los desniveles del terreno.

2.2 MOSAICOS FOTOGRFICOS.

Se define como el conjunto ordenado de fotografas areas dispuestas sobre de untablero o una mesa de trabajo, desde luego dicho orden relacionado con el nmero delnea y el nmero de foto que aparece en cada fotografa area.

En el esquema, se muestra el rea fotografiada junto con el nmero de lneas y nmerode fotografas por lnea, as como el sentido del vuelo del avin.

Tipos de mosaicos.

1. Mosaico ndice o de contacto.

2. Mosaico rectificado o controlado.

3. Foto plano o fotomapa.

4. Orto foto plano u orto foto carta.

Mosaico ndice. Se llama as al conjunto de fotografas de contacto dispuestas sobre deun tablero o mesa de trabajo, de tal manera que tratemos de traslapar el 60% de cadafoto procurando igualar detalles comunes a cada foto, dando continuidad al mosaico.Las fotos se pegan con papel engomado transparente y coloca una etiqueta visible conel nmero de lnea y nmero de foto, esta debe ser de un tamao tal que al tomarle almosaico la fotografa de conjunto y al reducirse se puedan seguir observando dichosnmeros. Para obtener la fotografa de conjunto reducida se utiliza una cmara quenormalmente por su tamao se desplaza sobre rieles en el laboratorio.

Desde luego la fotografa de conjunto debe de ser elaborada en un tamao manejablepara las brigadas de campo.

linea 1

linea 2

linea 3

linea 4

1

43

15

3

57

1

51

1

Figura 15.


32/150


28

Se llama fotografa de contactopor que la impresin del negativo en el papel se hacedirectamente en este con el simple contacto.

Mosaico rectificado. Se llama as al conjunto ordenado de fotografas rectificadasdispuestas sobre de un tablero o mesa de trabajo, de tal forma que al pegar estasfotografas ahora si existe perfecta coincidencia de detalles ya que las imgenes estn

rectificadas. Si observamos en conjunto un mosaico rectificado dar la impresin de unasola foto y no de un conjunto de fotografas.

Rectificacin de fotos.

a. Negativo.

b. Cmara rectificadora.

c. Apoyo o control terrestre. (Trabajos topogrficos de precisin).

d. Papel fotogrfico.

e. Personal calificado.

Como ya se menciono el mosaico rectificado requiere de fotografas rectificadas, lo cuallograremos si contamos dentro de un laboratorio con una cmara rectificadora y puntosde apoyo terrestre. La rectificacin de imgenes se obtiene con las siguientes fases:

a) Colocar el negativo que a su vez debe contener puntos de apoyo terrestre, sobreel proyector de la cmara rectificadora.

b) Sobre la mesa de la cmara se instala un plano ortogonal que contiene dibujadosa escala los mismos puntos de apoyo a escala que el negativo contiene.

proyector

rollo con elnegativo

camara rectificadora

controles

mesa con controles

Figura 16.


33/150


29

c) En seguida se enciende el proyector y con los controles de la mesa se busca lacoincidencia de los puntos proyectados de apoyo con sus correspondientes delplano ortogonal.

d) En el momento que se logra la coincidencia de puntos de apoyo tambinobtendremos sobre la mesa una imagen la cual ya estar rectificada.

e) Para que la imagen rectificada se obtenga en forma impresa es necesario colocarsobre la mesa un trozo regular de papel fotogrfico virgen, el cual se someteraun proceso de laboratorio para captar la imagen mencionada.

f) Cada una de la imgenes que contiene el negativo se procesa de la mismamanera hasta obtener todas y cada una de las fotografas rectificadas que darnorigen al mosaico.

Mosaico foto plano.Este tipo de mosaico se forma con un mosaico rectificado el cual enel laboratorio se agregan las curvas de nivel.

Orto plano u orto foto carta u orto foto mapa. Para formar un mosaico de este tipo esnecesario procesar las imgenes fotogrficas para transformar la proyeccin cnica enque se encuentra en una proyeccin ortogonal dando origen a orto fotos que al unirsedan origen a dicho mosaico.

2.3 ESTEREOSCOPIA.

La visin estereoscpica permite la observacin tridimensional de los objetos observados.Cuando observamos un objeto, cada ojo recibe una imagen diferente del objeto, por serproyecciones centrales desde puntos diferentes; ambas imgenes se fusionan en elcerebro y forman una imagen tridimensional del objeto, (visin estereoscpica normal o

natural). La visin estereoscpica que se utiliza en la Fotogrametra se denomina artificial yse basa totalmente en la estereoscopia natural, es decir, la observacin en tresdimensiones que logramos con el simple hecho de observar con nuestros dos ojos. Por lotanto se puede definir a la estereoscopia artificial o virtual como el fenmeno ptico quese produce al observar dos imgenes fotogrficas de un mismo objeto tomadas desdedos puntos de vista distintos.

Este principio es usado en la Fotogrametra pero generado por medios artificiales. Alobservar cada ojo la imagen del objeto fotografiado desde dos puntos diferentes y sobrepuestos, se produce una impresin espacial. Al par de fotografas visto en terceradimensin se le llama modelo estereoscpico.

El principio de la estereoscopia se basa en la convergencia de dos imgenes de unmismo objeto, visto desde diferentes posiciones, logrando una percepcin en terceradimensin. El ser humano logra la visin estereoscpica mediante la convergencia mentalde los objetos observados (con los ojos separados a una distancia de 60 a 70 mm.), endiferente posicin. Los movimientos que realiza el ojo humano para observar un objetoson: acomodamiento y convergencia, la acomodacin es la habilidad del ojo de separarel ms pequeo detalle y la convergencia la logra a una distancia de 25 cm. hasta elinfinito.


34/150


30

Para la percepcin espacial se requiere de un par de fotografas que deben de reunir lassiguientes condiciones:

El par estereoscpico debe corresponder a fotografas sucesivas, con unrea comn. Cada fotografa del rea de trabajo se toma desde diferentesestaciones de toma.

En el momento de la exposicin los ejes pticos de la cmara deben estar,aproximadamente, en un mismo plano

La relacin f/H debe tener un valor comprendido entre 0.02 y 2. fuera deestos lmites la visin estereoscpica es complicada. Esta relacin estableceel porcentaje de rea comn complementaria en el par estereoscpico.

La escala de las fotografas debe ser, aproximadamente, la misma. Seaceptan diferencias no mayores que 5%.

Mtodos para lograr la tercera dimensin artificial.

La observacin de un par estereoscpico puede realizarse de tres maneras:

1. Observacin con ejes cruzados. Consiste en mirar con el ojo derecho la fotografaizquierda y con el ojo izquierdo la fotografa derecha. La acomodacin yconvergencia se realiza en diversos puntos, por tanto, este sistema es demasiadocansado por que ambas deben coincidir en el mismo punto.

2. Observacin con ejes convergentes. Es el mtodo normal de observacin y, portanto, el ms descansado. Como las dos imgenes deben estar superpuestas sernecesario hacer la observacin por medio de filtros para que cada ojo reciba unasola imagen.

Los sistemas de uso ms comn son: Anaglifos que emplean filtros de colorescomplementarios (azul y rojo); luz polarizada (con filtros que polarizan la luz) y luz

Intermitente (alternadores) que emplean obturadores giratorios que permiten laobservacin alternada de las imgenes izquierda y derecha. Cada ojo observauna imagen.

3. Observacin con ejes paralelos. En general, el mtodo cansa porque los ejes delos ojos convergen en el infinito y la acomodacin ocurre a una distancia finita.

Para que la acomodacin y convergencia ocurra en un mismo punto se agreganlentes y se colocan las fotografas a una distancia igual a la distancia focal. Deesta manera, la acomodacin y la convergencia ocurren en el infinito. Deacuerdo con lo anterior, se han diseado dos tipos especiales de estereoscopio:de bolsillo y de espejos. En ambos la observacin se hace con ejes paralelos.


35/150


31

Mtodos.

Con ejes convergentes.

Por colores complementarios o anaglifos. Este mtodo se basa en la separacin de lasimgenes en colores complementarios, con una fotografa impresa conteniendo las dos

imgenes del modelo.

60% 60%

Foto Izq Foto Der

Filtro Rojo Filtro AzulModelo estereoscopico

Filtro Azul

Filtro Rojo

Fotoimpresaen colorrojo

Fotoimpresaen colorazul

Observacincon lentesBicromaticos

Figuras 17 y 18.

Por luz polarizada. Se conoce perfectamente que cuando los rayos de luz se propagan enun medio ambiente estos lo hacen produciendo vibraciones, las que si alineamos conrelacin a los ejes X, Y, obtendremos la polarizacin de la luz y si utilizamos lentes

polarizados lograremos mediante este fenmeno la observacin estereoscpica.

Por medio de Obturadores giratorios. En este sistema se utilizauna serie de proyectores, de preferencia en nmeros pares,en cada proyector se encuentra una pequea laminillametlica en forma rectangular la cual tiene movimientogiratorio alternado y sincronizado.

Cuando se lleva acabo la proyeccin de la imagenderecha, con sus respectivos proyectores, a simple vista ypor efecto de los obturadores sincronizados, se tiene lasensacin de un tintineo de imgenes, pero todava no se

observa la tercera dimensin, todo esto por la formaalternada en que se produce las imgenes proyectadas. Silas imgenes proyectadas se observan a travs de uncilindro hueco que tambin contiene obturadores enmovimiento giratorio alternado, lograremos la observacinestereoscpica, debido a que en un instante pequeo detiempo se observa solo con el ojo izquierdo la imagenizquierda proyectada y en seguida solo con el ojo derechoa la imagen proyectada derecha. (Figura 19)

Figura 19.


36/150


32

Con ejes paralelos.

Estero copio de bolsillo.60%

Imagen izquierda

Ojo Izquierdo

Tercera Dimensin.

60%

Imagen derecha

Ojo Derecho

Figura 20.

Es una forma prctica para observar la tercera dimensin con un estereoscopio debolsillo, el cual consta de lentes de aumento (de la misma potencia), un soporte deplstico o metal, y patas de alambre. (Figura 21)

Figura 21. Estereoscopio de bolsillo

Estereoscopio de espejos. Para obtener la tercera dimensin en un estereoscopio deespejos se siguen las siguientes fases:


37/150


33

a. Colocar el par de fotos debajo del estereoscopio con la direccin de lalnea de vuelo paralela al estereoscopio.

b. Separar las fotos de tal forma que la foto izquierda se coloque debajo delespejo izquierdo y la imagen derecha debajo del espejo derecho.

c. Colocar sobre la foto izquierda el dedo ndice de la mano izquierda y eldedo ndice de la mano derecha sobre la foto derecha, de tal forma queparece que los dedos se enciman aunque realmente siguen separados,para en este momento retirar ambos dedos y observar la terceradimensin.

Figura 22.

Imgenes tridimensionales.

Como se vio anteriormente las imgenes tridimensionales del terreno se obtienennicamente a partir de dos fotografas consecutivas, que correspondan al mismo objetode la misma rea, pero tomadas de diferentes ngulos, y que con ella se forme un parestereoscopico. Las imgenes en tercera dimensin se observan en: fotogramas, estreofotogramas, anaglifos, vectografias, proyeccin ptica y proyeccin mecnica;estas dosultimas se logran en instrumentos fotogramtricos restituidores.

Fotogramas.Son fotografas areas, reciben este nombre porque en cada exposicin seconoce geomtricamente la posicin exacta del centro de proyeccin, para ellocuentan con las marcas fiduciales que permiten determinar el punto centro de las mismas,as como la informacin de: distancia focal, nmero de orden de cada toma, escala,fecha, lugar, nmero de vuelo, lnea, etc.

Estreo fotogramas. Son imgenes de fotografas areas impresas por paresestereoscopicos en algn libro o folleto, orientadas para permitir la observacin con unestereoscopio.

Anaglifo. Es la imagen en relieve que se obtiene al proyectar un par estereoscopicosobrepuesto de fotografas areas, en colores complementarios, normalmente son: azul overde y rojo; vistos a travs de unos lentes con los mismos colores; para el ojo izquierdo elcolor verde y para el ojo derecho el color rojo, producindose una imagen tridimensional


38/150


34

en color negro grisceo. Este efecto se debe a que por cada filtro o lente no pasa masque la luz correspondiente, por lo que queda nulificada la imagen de otro color.

Vectografa.Es una imagen compuesta a travs de filtros polarizados de dos fotografassuperpuestas; que al mirarse con luz ordinaria, parece a primera vista una fotografa encolor sepia, pero vista a travs de unas gafas polarizadas se observa una figura en relieve.

Proyeccin ptica. Es la que se forma al colocar un par estereoscopico de fotografasareas en diapositivas en un instrumento fotogramtrico, para que proyecte las imgenesen colores complementarios sobre una superficie blanca y, al observar con lentesbicromticos de los mismos colores se produce la sensacin de relieve.

Proyeccin mecnica.Es la que se produce en un instrumento fotogramtrico trazador deplanos, al colocar sobre sus cmaras un par estereoscopico en diapositivas, orientndolasen sus posiciones interior y relativa para percibir la imagen en relieve a travs del sistemade observacin.

2.4 PLAN DE VUELO FOTOGRAMTRICO.

La base de un buen proyecto fotogramtrico o de fotointerpretacin se inicia con laacertada planeacin de la toma de la fotografas que se utilizarn en etapas posteriores.Simultneamente se recolectan mapas, fotografas, fotomapas o cualquier otro tipo deimgenes existentes de la zona en estudio, para que este mapa sirva como mapa basepara planear el vuelo.

Informacin bsica.

Despus de obtener los elementos anteriores, se pueden determinar las caractersticastopogrficas de la zona en estudio, sus lmites, control terrestre utilizable. Con estos datos

se inicia el estudio de la informacin bsica para empezar a calcular y determinar el valorde los siguientes elementos importantes:

1. Delimitacin del rea por fotografiar.

2. Condiciones atmosfricas y de iluminacin ideales.

3. Direccin que deben tener las lneas de vuelo.

4. Tipo de avin.

5. Tipo de cmara.

6. Traslapes necesarios.

7. Escalas.

8. Nmero de fotos por lnea.

9. Nmero de lneas.

10. Total de fotografas.

11. Intervalos de tiempo.


39/150


35

Delimitacin del rea.

Esta fase se realiza sobre el material cartogrfico ya existente o apoyndose enfotografas areas pertenecientes a vuelos anteriores.

Condiciones atmosfricas y de iluminacin.

El factor ms incierto en una misin aerofotogrfica es el clima, el cual puede representarsignificativas elevaciones en el costo de la misin por no poder sobrevolar regin deseadao por realizar vuelos que puedan afectar considerablemente la misin fotogrfica,ocasionando errores en el material que se obtiene.

El da ideal para llevar a cabo una misin fotogrfica es aquel en que la atmsfera seencuentra libre de nubes, niebla o bruma. Cuando el sol se encuentra en una altura queno haga proyectar demasiada sombra sobre los objetos (a una altura mayor de 30 sobreel horizonte), y la velocidad del viento y los aires turbulentos a la altura de vuelo seanmnimos. Todas estas condiciones varan con la poca del ao y con la localidadparticular.

La fuerza y turbulencia del viento pueden causar errores considerables como ladesviacin de la direccin del vuelo o cabeceos y alabeos del avin.

Direccin que deben de tener las lneas de vuelo.

Para el proyecto, se recomienda tomar la direccin de los ejes Norte-Sur y Este- Oeste,pero si estos no son posibles, entonces la recomendacin estar en relacin al sentidolargo del terreno, con el fin de evitar maniobras intiles al avin lo cual redundara en uncosto mayor de proyecto. (Figura 23)

D

H

Linea de vuelo

L.V

f

Dd

Figura 23.


40/150


36

Tipo de avin.

En realidad no existe un avin especifico para la toma de fotografas, al utilizar un avinpara misiones aerofotogrficas se deben prever ciertas caractersticas que hagan ptimo

su empleo en levantamientos aerofotogramtricos. Los requerimientos indispensables quedeben tomarse en cuenta son:

1. suficiente potencia en sus motores para ascender y descender con todaseguridad y alcanzar la altura de vuelo de proyecto y mantener la velocidad decrucero de aproximadamente 161 Km/hr.

2. la autonoma del avin, es decir, lo relativo a la capacidad de carga en sustanques de combustible.

3. el espacio dentro del avin debe de ser el adecuado para albergar a latripulacin y el equipo.

4. la posicin del motor o motores deber de ser tal que los humos contaminantesque arroja por el escape no pasen por el lente de la cmara.

5. la posicin de las alas deber de ser de tal manera que no obstruya la toma deimgenes fotogrficas.

6. buena visibilidad en todas direcciones para la navegacin.

7. etc.

Tipo de cmara.

La eleccin del tipo de cmara estar en funcin del objetivo, distancia principal, tiempode exposicin, formato, capacidad del almacn, etc., que se ajuste al proyecto.

Traslapes necesarios.

Lo correcto de una misin aerofotogrfica es que haya un porcentaje de sobreposicinde 60%(5) en el sentido longitudinal, es decir, en una misma lnea de vuelo; y un 30%(5)en sentido lateral, es decir, entre lneas de vuelo. Adems, siempre se busca una perfectacontinuidad en una misma faja de fotografas y conservar constantes los porcentajes desobreposicin.

Escalas.

La escala de una fotografa se determina por la relacin de una distancia ab medida enla fotografa y su correspondienteAB medida en el terreno.

La escala de una fotografa nunca es exactamente uniforme, como ya se comento, se veafectada por las condiciones de toma (distancia principal, altura de vuelo,etc.), la topografa del terreno y otros factores la convierten en una escala aproximada.De acuerdo con lo anterior, la escala de fotografas areas verticales ser constante slopara un mismo plano horizontal imaginario, llamado plano de referencia (P.R) y suresultante ser la escala absoluta.


41/150


37

bsolutaEscala

AB

ab

M

l=

Al comparar los tringulos semejantes de la figura (figura 24) Oab y OAB se deduce:

f

H

a

df

b

A B

dt

Plano de referencia

O

Figura 24.

H

fl

AB

abl==

Donde:

M = modulo escalar.

ab = distancia en la fotografa. (Fotodistancia).

AB= distancia correspondiente al terreno.

O= centro de proyecciones.

f= distancia principal.

H = altura de vuelo sobre el plano de referencia.

Por lo general, el terreno en estudio no es completamente horizontal, en estos casosreportaremos una escala media o una escala relativa para un punto determinado. (Figura25).


42/150


38

H-hm

f

H

hm

hA

hB

A

BPlano medio

Figura 25.

mediaEscalahmH

fl

=

A= punto mas alto

B= punto mas bajo

mediaAlturahBhA

hm2

+=

CpuntoalrelativaEscalahCH

f

M

l

BpuntoalrelativaEscalahBH

f

M

l

ApuntoalrelativaEscalahAH

f

M

l

=

=

=


43/150


39

Ejemplo:Calcular la escala de la siguiente fotografa area.

Datos.

Formato: 23x23cm

H = 3800m

f = cmara gran angular

25333

125333

150.0

3800===

==

Escm

mM

f

HM

H

f

M

l

Con los datos que a continuacin se presentan, calcular la escala de la siguientefotografa area. (Figura 26).

23 cm

23 cm

5cm

A

B

Figura 26.

Foto distancia ab = 5cm

Coordenadas A = (x=2000, y=3000)

B = (x=2400, y=3300)

Distancia 2122

12 )()( YYXXAB +=

Distancia mAB 500=

5cm=500m (relacin de escala)


44/150


40

10000

1

1000005.0

500

5

5

=

==

Escala

m

m

cm

cm

Para calcular distancias sobre fotografas areas, cartas, mapas o planos, se debedeterminar primero la relacin que tiene un centmetro en la fotografa, cartas, mapas oplanos, segn el caso, con la longitud real o longitud en el terreno.

Considrese que la escala de una fotografa area es I : 30000 y obtngase la relacin encentmetros de fotografa a metros en el terreno.

1m. = 30000 m.

Si:

1m. = 100 cm.

Entonces.

100 cm = 30000 m.

1cm. = 300m.

Del ejemplo anterior se deduce que para relacionar centmetros de fotografa area ametros en el terreno, basta correr el punto decimal dos lugares a la izquierda.

m.750lcm.75000:1

m.30091cm30000:1

=

=

Nmero de fotos por lnea.

El nmero terico de fotografas por lnea de vuelo se obtiene al dividir la longitud delterreno entre el avance longitudinal por foto en el terreno ms dos fotografas extras (unaantes y otra despus de la toma) para asegurar una cobertura eficiente.

Calcular la cantidad de fotos por lnea necesaria para cubrir un terreno de 25 x 18 Km.

Datos:

Formato: 23 x 23 cm.

hA = 480 m.

hB = 560 m.

H = 4800 m.

F = 152.82 mm.

Primero debemos encontrar la escala.


45/150


41

28007

1

2800715282.0

5204800

1

5202

480560

=

=

=

=

=

=+

=

Em

M

f

hmHM

hmH

f

M

mhm

Con la escala definida, y sabiendo que el traslape longitudinal es del 60% y el lateral es del30%, encontramos el nmero de fotos por lnea.

Avance longitudinal en la foto (d).

d = (100% -60% x0.23m

d = 0.40x0.23 = 0.092m = 9.2cm

Avance longitudinal por foto en el terreno (D).

D = 0.092x28007=2576.644m

Nmero de fotos por lnea.

)(

2107.9576644.2

25

despuesotrayantesuna

fotoskm

km+=

Nmero de lneas.

Ahora en sentido lateral existe un traslape del 30% de los 23cm., quedando una coberturaefectiva de 23x.7=16.1cm., multiplicado por el modulo de escala y dividiendo entre milobtenemos la cobertura en Km.

509127.41000

280071.16=

x

Nmero de lneas

499.3509127.418 =km

Total de fotografas

Son 4 lneas con 10 fotografas en cada lnea.

sfotografa40104 =


46/150


42

Intervalos de tiempo.

Para un correcto traslape longitudinal y lateral, es preciso conocer los intervalos detiempo entre toma y toma, esto se hace de la siguiente manera.

Con los datos correspondientes al siguiente sistema de vuelo, calcular el intervalo de vuelo

entre dos tomas fotogrficas.

Datos:

.74.152

25000

1

mmf

Em

=

=

Traslape longitudinal del 60%.

Traslape lateral 30%.

rea por fotografiar 35x10km

Velocidad del avin: 300Km/hr.

Avance longitudinal en la foto.

.2.9092.023.040.

23.0%)60%100(

cmmxd

mxd

===

=

Avance longitudinal por foto en el terreno

.3.2230025000092.0

kmmxD

==

Calculo del intervalo del tiempo.

.6.27

.007.0/300

3.21

.tan

segi

hrhrkm

km

V

ei

i

e

M

recorridaciadisi

eV

=

====

==


47/150


43

2.5 RESTITUCIN FOTOGRAMTRICA.

Se define como el conjunto de operaciones que se realizan con el objetivo principal detransferir toda la planimetra y altimetra de un modelo estereoscpico a un planoortogonal a escala, es decir, la restitucin implica la conversin de la proyeccin cnicade la fotografa area a la proyeccin ortogonal en el plano, con los debidos ajustes de

escala y posicin

IMAGEN PLANO

AREA EN + PROCESO = ORTOGONAL A PROYECTO DEPROYECCIN FOTOGRAMTRICO ESCALA OBRA CIVILCNICA

El proceso de restitucin puede hacerse de diferentes formas y a varios niveles deprecisin, de acuerdo con el instrumento que se utilice y con el apoyo terrestre5con quese cuente

El proceso de restitucin de los detalles de las fotografas areas al plano ortogonal,

pretende reconstruir lo fotografiado respecto a la posicin absoluta y relativa de lacmara en el momento de la exposicin.

Para la restitucin o transferencia hay que seguir una serie de pasos a fin de eliminarerrores propios de la fotografa area y llevar a est a su proyeccin ortogonal, escaladeseada y posicin topogrfica en cada detalle de inters

Para la reconstruccin real del modelo se siguen los siguientes pasos:

1. Orientacin interna.

2. Orientacin relativa.

3. Orientacin absoluta.

A fin de comprender mejor los principios tericos y prcticos consideramos, comoejemplo, la orientacin de las fotografas a partir de diapositivas proyectadasindependientemente

Orientacin interna. Consiste en la reconstruccin del haz de rayos que dio origenindependientemente a cada fotografa. Se consigue de la siguiente manera:

Centrar la fotografa en el proyector.

Colocar la distancia principal de la cmara correspondiente con el objeto de

obtener enfoque y nitidez de la imagen.

5 El apoyo terrestre son los trabajos que se realizan con equipo topogrfico, con el fin de detectar puntos en el terreno cuyas imgenes

aparecen en las fotografas areas correspondientes. Se trata a detalle en el capitulo 3


48/150


44

Orientacin relativa. Consiste en dar a dos proyectores la misma posicin relativa quetena la cmara en dos exposiciones consecutivas. Se pretende que los rayos homlogosse intercepten en un punto determinado que permita eliminar los desplazamientos en losejes X, Y (Px y Py) respectivamente. (Figura 27)

x

y

Fotografas

Ejes de proyeccin

py

px

py

px

o' o'' 1)

A'

A''

py2)

A'

A''

3) A

Figura 27.

Orientacin absoluta. Consiste en dar escala y nivelar el modelo en relacin con lospuntos de control obtenidos con el apoyo terrestre, y establecidos en el plano.

MOVIMIENTOS PARA LA ORIENTACIN RELATIVA.

Para eliminar los movimientos en X e Y se tienen los siguientes movimientos en losproyectores.

Movimientos de traslacin.

1. Sobre el eje X-bx.

2. Sobre el eje Y-by.

3. Sobre el eje Z-bz.Movimientos de rotacin.

1. alrededor del eje X-.

2. alrededor del eje Y-.

3. alrededor del eje Z-.

(Ver Figura28)


49/150


45

(omega)

K (capa)

Fotografa

(fi)

Figura 28.Considerando que se trabaja con un par estereoscpico en la restitucin binocular, cadaproyector tiene la posibilidad de poseer estos movimientos independientes, en los sentidospositivo y negativo.

Se ha comprobado matemticamente que la orientacin relativa al eliminar losdesplazamientos en X e Y, de un mnimo de cinco puntos y mximo de seis,automticamente se ajusta todo el modelo estereoscpico. Para su referencia estospuntos se identifican convencionalmente con la numeracin dada a cada uno en lafigura. (Figura 29)

Proyectores

5

1

3 4

2

6

fotografa izquierda fotografa derecha

Modelo

Figura 29.

Cada uno de los proyectores usados para la reconstruccin relativa de la posicincorrecta de la cmara fotogrfica en el momento de la exposicin son susceptibles de


50/150

PRINCIPIOS BSICOS DE LA FOTOGRA

156 2005 Esia-zac Superior Braulio Vite

Documents

Transcript of 156 2005 Esia-zac Superior Braulio Vite