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Dr.(e) Edgar E. BAO YALE
Cartografa Fotogrametra yFotointerpretacinDr.(e) Edgar Elisban BAO YALE
Cerro de Pasco Agosto 2010
UNIVERSIDAD NACIONAL
DANIEL ALCIDES CARRIONFACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL
VII Ciclo
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El desarrollo del clculo electrnico, ha hecho perdervigencia a la expresin de Von Gruber: fotogrametra es el arte
de evitar los clculos.
La introduccin de equipos electrnicos en los procesos de
medicin y clculo, permite poder transformar coordenadasmedidas en el plano de la imagen. En coordenadas terreno
mediante procedimientos analticos. Sin embargo, en el terreno
prctico, es difcil marcar una diferencia tajante entre sistemas
analticos y analgicos dndose con frecuencia la denominacinde semianaliticos, para englobar a todos aquellos procesos, que
en un momento de su explotacin, adoptan soluciones
numricas en sustitucin de las ptico-mecanismo tan
desarrolladas en la fotogrametra convencional.
INTRODUCCION
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En el flujo de las distintas operaciones del proceso
fotogramtrico, la informacin puede ser extrada por mtodos
numricos directamente de un solo fotograma y realizarse los
procesos de construccin de los haces de rayos, determinacin
de los elementos de orientacin y clculo de la coordenadas del
objeto por procedimientos analticos con ayuda de un
computador, caso ms genuino de la fotogrametra analtica. O
bien esta informacin digital puede ser captada a partir delmodelo estereoscpico, permitiendo la explotacin analtica o
grfica o ambas simultneamente, de la informacin contenida
en los fotogramas.
Estos procedimientos han permitido, adems de
potenciar algunos aspectos puramente cartogrfico, como es el
caso de la triangulacin area el dar una gran versatilidad al
apoyo de la fotogrametra en sus aplicaciones de ingeniera.
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En la ejecucin de un proyecto, los procedimientos
grficos condicionan la intervencin del proyectista, que se veobligado a definir unos requerimientos car5togrficos,
difcilmente modulados a priori y de complicado manejo una
vez confeccionado el plano. No cabe duda que la fotogrametra
est preparada para dar unas salidas graficas en las cuales los
requerimientos de precisin son fcilmente ,obtenibles mientras
que en la mediciones que se realizan. Por ello el poder disponer
de una base de datos que no se vea afectada de los errores de
grafismo, y que se obtengan en soportes compatibles con un
computador, permite una explotacin ms afn con losrequerimiento de la filosofa de un proyecto.
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Los modernos instrumentos analticos que permiten obtenercoordenadas imagen con una precisin de na a dos micras, siendo,
por tanto de gran importancia conocer las causas de error que
pueden afectar a la mtrica de los fotogramas, con el fin de
proceder a su control y compensacin.
Estos errores son principalmente debidos a las siguientes
causas:
Falta de estabilidad dimensional de los soportes. Este
efecto es producido, tanto por la inestabilidad de la emulsin comode la pelcula, siendo en la prctica muy difcil separar ambas
causas, excepto en el caso de tratarse de soportes de cristal no
obstante, ha sido probado que, en el caso de pelculas, la principal
causa se puede atribuir a la emulsin.
CAUSA DE ERROR EN LOS SOPORTES DEINFORMACIN
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En la prctica y dadas las ventajas que ofrece la pelcula sobre el
vidrio, es aconsejable utilizar el film como soporte.. Los errores debidos a
la emulsin pueden ser de tipo asistemtico en cuyo caso sucompensacin se realiza en la totalidad del fotograma. O bien afectar la
escala , debido a los errores que se introducen al realizar la impresin
fotogrfica de la imagen.- Esta causa de error puede controlarse,
mediante la medicin de las marcas fiduciales. Las exigencias mtricas
del fotograma, requieren para su estabilidad dimensional el que la
diferencia entre las marcas fiduciales medidas en la cmara y en el
fotograma no excedan del 0,3 por 100, y que dentro de los fotogramas de
una zona, estas diferencias entre ellos no alcancen valores superiores al
0, 04 por 100. Lo cual permite conocer el factor K, de cambio de escala
para su compensacin. Una ultima causa de error que afecta al soporte
fotogrfico es debida al proceso de fabricacin de la pelcula, efecto quese ha comprobado tiene distinta significancia en sus direcciones
longitudinal y transversa. La determinacin de estos errores Kxy Ky
puede realizarse por separado.
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La British Air Survey Asociacin a investigado con buenos
resultados el acoplar una placa de vidrio con una cuadricula de
ancho de malla de 10mm, con el fin de obtener datos globales deestas deformaciones.
Distorsin de lentes. La distorsin de las lentes mantienen
valores mximos aceptables para los objetivos de las distintas
cmaras 15 micras con valor mximo de su distorsin radial y 5micras para la distorsin mxima tangencial. Estos valores pueden
ser conocidos y corregidos bien por medio de las placas de
compensacin bien por medio de funciones matemticas.
Las coordenadas medidas en el instrumento y compensadas
de los errores enunciados constituyen la base de datos precisos
para la transformacin de coordenadas imagen en coordenadas
terrenos.
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Los instrumentos bsicos de medida en la fotograma
analtica son los comparadores. Aparatos que permiten
transformar la informacin fotogrfica de los soportes en forma
digital. Las observaciones se pueden realizar en una sola imagen
fotogrfica, caso de los monocomparadores, o en un para
fotogramtrico con ayuda de la visin estereoscpica caso de los
estereocomparadores.El registro de las coordenadas de la imagen en un
monocomparador se realiza en un plano obtenindose por tanto
solamente coordenadas planimtricas x e y en un plano a
registrar. Esta particularidad condiciona el proceso de dimensin
en el monocomparador dada la precisin del instrumento y laposterior explotacin analtica de los datos de observacin es
necesario realizar una preparacin previa de un par estereoscpico
existen desviaciones entre puntos homlogos en ambas
fotografas.
PROCESO DE MEDICIN
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Los marcadores y transferidores permiten realizar el
marcaje de puntos en fotograma y transferir su posicin
correcta a fotografas adyacentes, segn se recubrimiento
longitudinal y transversal. La materializacin de los puntos serealiza en la cara que contiene la emulsin del soporte y segn
el procedimiento fsico con el que se realiza su materializacin
podemos clasificarlos en instrumentos de percusin ignicin
con fuente de rayo lser y mediante un rotor que levante la
emulsin fotogrfica.
MARCADORES Y TRANSFERIDORES DEPUNTOS
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Adems de la preparacin de los puntos para su tratamiento
por fotogrametra analtico su campo de aplicacin se ha
diversificado en otros usos de importancia fotogramtrica. Tal es elcaso de la transferencia del apoyo fotogramtrico de un vuelo
antiguo a uno reciente sonde adems de salvar el problema de la
desaparicin de los hitos de apoyo topogrfico es factible recuperar
un amojonamiento catastral, etctera. Esta transferencia es
factible realizar aun en el caso de que el terreno haya sufridomodificaciones importantes, pues al verificar la identificacin
estereoscpicamente, rara vez no se podr observar el modelo
tridimensional en zonas que estn dentro del campo de visin.
En los modernos instrumentos es factible tambin mediante
un dispositivo de zoom, realizar la transferencia entre fotogramas
que exista una diferencia de escala de hasta cuatro veces.
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Los monocomparadores son instrumentos analticosde gran precisin que realizan las mediciones en fotogramas
aislados de puntos artificiales previamente marcados,
mediante un ajuste estereoscpico y en una fase previa a la
dimensin. Estos instrumentos no tienen limitacin alguna encuanto a la distancia principal de los fotogramas, formatos,
distorsiones e inclinaciones de la imagen.
El instrumento se distingue por su gran sencillez y estabilidad
la mayora de ellos son aparatos que se pueden colocar
sobre una mesa, y con reducidas condiciones de
climatizacin del lugar de trabajo.
MONOCOMPARADORES
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La medicin se realiza sin dispositivos mecnicos, que
entran en contacto directo con la imagen, lo cual confiere unagran independencia, respecto a los errores derivados de las
deformaciones por los cambios de temperatura. La medicin
en un plano, combina el principio de la compensacin de
errores de gua con el de la medicin de impulsos lineales,aplicando el principio del comparador de Abbe, con lo cual
pequeas deformaciones del carro de medicin no inciden
en la precisin de las observaciones. Los carros llevan
acoplados transmisores incrementales fotoelctricos
directamente conectados a un registrados electrnico de
coordenadas.
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TRANSFERIDOR DE PUNTOS PUG-4
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MONOCOMPARADOR
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U i id d N i l D i l Al id C i
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MONOCOMPARADOR NK-2
U i id d N i l D i l Al id C i
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El dispositivo de medicin es anlogo al de los monocomparadores,fundndose en el principio del comparador de Abbe, el cual se basa en
comparar la distancia medida con una escala patrn, de forma muy similar
a como se realiza en un calibrador de precisin (pie de rey) . Este
principio esta adaptado a la medicin de coordenadas en dos direcciones.
El instrumento consta de un bastidor con dos carros que realizan eldesplazamiento del fotograma en las dos direcciones del plano
cumplindose con gran rigurosidad que las guas forman un ngulo recto.
La medicin se realiza por comparacin de desplazamiento de estas
guas mecnicas con escalas graduadas. Estos carros portafotos,
independientes entre si, estn impulsados por ser vomotores y son
accionados en X y en Y por medio de husillos con un paso que en los
instrumentos de mayor precisin suele se r de 1 mm. Permitiendo generar
impulsos rotativos, generalmente del orden de 1.000 con lo cual se
consigue conocer la posicin de los carros con una resolucin de 0, 001
mm.
ESTEREOCOMPARADORES
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Los estereocomparadores estn integrados por dos
comparadores en los que se apoya el par estereoscpico
estando constituido su sistema de observacin por unmicroscopio binocular. La medicin se hace con ayuda de
marcas de medicin generalmente luminosa, las cuales se
intercalan por binocular. La medicin se hace con ayuda de
marcas de medicin generalmente luminosa las cuales seintercalan por reflexin en la marcha de los rayos. El
proceso de orientacin del par se realiza por
desplazamientos. Y correccin del giro debido al efecto de
derivar. Segn el principio de construccin mecnico es
imposible girar los carros realizndose la correccin de giromediante prismas de Dove que aparte de la correccin de
dicho efecto permiten el intercambio de paralelas verticales
en horizontales.
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REPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL ESTECOMETRO
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MARCHA DE LOS RAYOS EN EL ESTEREOCOMPARADOESTECO 1818
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ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DELESTEREOCOMPARADOR PSK
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En los estereocomparadores no es imprescindiblerealizar la transferencia de puntos estereoscopicamente y
materializacin, como ocurre con los monocomparadores,
debido a su posibilidad de observacin estereoscpica No
obstante el procedimiento siempre es recomendable de
realizar.
En la determinacin digital de puntos la precisin en
las mediciones con comparadores del orden de un 20 a un
100, ms elevadas que con los instrumentos convencionalesde fotogrametra.
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En los equipos analticos en que el registro decoordenadas se realiza por mtodos electrnicos, la
informacin numrica puede entrar directamente en un
sistema de clculo electrnico o bien puede recopilarse por
un equipo de registro de coordenadas que lleve acoplado unperifrico de soporte de la informacin.
El instrumento registra la informacin en forma de
cadenas mediante la transformacin de impulsos
incrementales pudiendo ser estos de construccin rotatoriacomo son los transmisores selsyn o de traslacin como son
los transmisores lineales. El mecanismo de registro es del
tipo entrada salida y tiene estructura alfanumrica.
REGISTRADORES ELECTRNICOS DECOORDENADAS
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ESTECMETRO C.
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REGISTRADOR ELECTRNICO DECOORDENADAS EK-22
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Los mtodos de registro pueden ser discretos oautomticos en los primeros la informacin se va registrando
punto a punto mientras que en los segundos se pueden
realizar mediante una secuencia preestablecida de intervalos
de tiempos o de longitud de recorrido. Los intervalos que se
pueden seleccionar se hallan comprendidos entre 0,1 y 10
milmetros.
Los instrumentos contienen un tablero de programacin
que permite definir los formatos, caracteres y la secuencia deregistro.
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Con este principio se pretende conseguir el proceso
automtico de la orientacin de un par estereoscpico.Las firmas Itek Corporation (U.S.A) y Zeiss Obewrkochen
disearon un instrumento que consta de un sistema de
exploracin, integrado en el de observacin del aparato izquierda
derecha y que corresponde a ambos ojos del observador. el
sistema de exploracin va acoplado a otro de seguimiento el cualajusta el husillo de las Z del restituidor segn las paralelas que se
van determinad en el barrido del par estereoscopio.
El sistema de exploracin esta formado por dos tubos de
rayos catdicos en los cuales se genera un retculo que ilumina el
fotograma correspondiente y un detector fotoelctrico que calcula
los valores de transmitanca de la fotografa durante la exploracin
con el retculo la comparacin fotomtrica que se produce entre
ambas fotografas se convierte en valores de tensin.
PRINCIPIO DE CORRELACIN ENTRE IMGENES
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En un circuito regulable el cual es accionado por elmotor que lleva acoplado el desplazamiento de Z, se
compensan las diferencias que existen entre ambas
fotografas en frecuencia y en fase.
Mediante este dispositivo es factible realizar la
orientacin relativa del modelo por ajuste electrnico de las
paralajes verticales y el barrido de perfiles en la ratificacin
diferencial. No obstante es recomendable el seguir de forma
aproximada el recorrido de la coordenada Z en el rastreo delperfil.
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COORDINATGRAFO AUTOMTICO
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La restitucin grfica a partir de la base de datos numricos se
realiza por medio de coordinatgrafos automticos a travs de pantallas.La diferencia entre ambos perifricos estriba en el proceso de
configuracin de la informacin grfica y en las precisiones de los
documentos cartogrficos.
El coordinatografo va realizando la expresin grfica de forma
discreta y mediante dispositivos mecnicos de dibujo la informacin
numrica se transforma de forma inversa a como se realiza en el
instrumento de medida al de registro de coordenadas. Los impulsos
elctricos accionan los desplazamientos de los carros en direcciones X e
Y situando el dispositivo de dibujo en la posicin correcta del punto a
representar. La precisin de dibujo de estos equipos es como mnimo del
orden de 0.1 mm. Y el plano se puede realizar por grabacin o esgrafiadosobre soportes emulsionados o con tintas plsticas sobre soportes de
polister. En los equipos modernos tambin se puede realizar la
rotulacin automtica de topnimos as como disponer de una simbologa
cartogrfica.
COORDINATGRAFOS
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En las pantallas el dispositivo de dibujo es electrnico,realizndose su reproduccin de forma casi instantnea la
obtencin de copias permanentes se realiza por medio de
calcos fotogrficos o cualquier otro tipo de obtencin por
contacto. La aplicacin de estos instrumentos esta
principalmente indicada para la obtencin de planos ene.
Catastro numrico proyectos de ingeniera y en general en la
cartografa analtica.
Algunos de estos instrumentos y sus caractersticas demayor inters se dan en la tabla adjunta.
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