Capitulo 14 (fotogrametria digital)

1
FOTOGRAMETRIA DIGITAL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
ING. JULIO H. CRUZADO QUIROZ

FOTOGRAMETRIA DIGITAL - UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA 2
• PERCEPCION REMOTA
• PRINCIPIOS BASICOS DE LA FOTOGRAMETRIA
• ORTOFOTO
• GENERACION DE OROTOFOTO
• APLICACIONES
• CONCLUSIONES
CONTENIDO

PERCEPCIÓN REMOTA
OBJETO
FUENTE DE
ENERGIA
SENSOR
Ciencia y arte de obtener información de un objeto a partir de medidas hechas a
distancia mediante un dispositivo que no está en contacto físico con dicho objeto.

PERCEPCIÓN REMOTA
Instrumento capaz de detectar, caracterizar y cuantificar la energía
que proviene de objetos situados a la distancia.
SENSOR PASIVOS (Óptico) SENSOR ACTIVO (Radar)
Sistema de Obtención de los Datos
SENSORES REMOTOS

Vehículos o Plataformas.
PERCEPCIÓN REMOTA
• TERRESTRES
• AÉREOS:
• ESPACIALES
Sensor Fotográfico
Sensor Digital
Aviones
Helicópteros
SENSORES REMOTOS

PRINCIPIOS BASICOS DE LA FOTOGRAMETRIA
FOTOGRAMETRIA
Palabra de Origen Griego
Metron : medir
Gramma : dibujado o escrito
Photo : luz
Medir gráficamente por medio de la
luz
TIENE EL OBJETO DE OBTENER
MAPAS TOPOGRÁFICOS O
CARTOGRÁFICOS POR MEDIO
DE LEVANTAMIENTOS
FOTOGRAMÉTRICOS
Es la ciencia o arte de realizar mediciones sobre las fotografías, a fin de determinar
características métricas y geométricas de los objetos fotografiados

FOTOGRAMETRIA
TOPOGRAFIA
OBTENCION DE PLANOS TOPOGRAFICOS

Fotografía aérea

- Tipo de Proyección
- El relieve que presenta el terreno
- Al equipo empleado en la Obtención de las Fotografía
Aéreas: Avión - Cámara Aérea
DEFORMACIONES DEBIDO A:
Plano

DEFORMACIONES DE LA FOTOGRAFÍA AÉREA
- TIPO DE PROYECCIÓN:
Centro de
A
B C
D
A'
B'C'
D'
O
Proyección
Proyección Cónica o Central
A
B
C
D
A'
B' C'
D'
Proyección Ortogonal

NIVEL DE
REFERENCIA
FOTOGRAFÍA AÉREA
- RELIEVE DEL TERRENO

INCLINACIONES DE LA CÁMARA AÉREA:
La DerivaEl Cabeceo El Balanceo
k
Ω
Φ

Instrumentos de Visón Estéreo
•Estereoscopio de Bolsillo
•Estereoscopio de Espejos
•Estación Fotogramétrica
•Restituidores Mecánico

ESTEREOSCOPIO DE ESPEJOS

EQUIPOS RESTITUIDORES PG - 2

EQUIPO RESTITUIDOR TOPOCART

ESTACION FOTOGRAMETRICA

COMPARACIÓN ENTRE EQUIPOS
ANALÓGICOS Y DIGITALES
EQUIPO ANALOGICO EQUIPO DIGITAL
- Las toma mediciones se hacen
directamente en las Fotografías,
aprovechando así la máxima
resolución geométrica,
Radiométrica y evitando la
perdida de la calidad que tienen
las Fotografías
- Las toma de mediciones lo hacen
sobre imágenes escaneadas, la
calidad de la imagen digital están
supeditados a la precisión
Radiométrica y geométrica que
tengan los escáneres
- Se puede obtener ampliaciones
de foto hasta un máximo de 5
veces
- Limitado solo por el tamaño del
píxel que tenga la imagen digital
- Trabaja sobre planos a una
escala predeterminada.
- NO utiliza escalas. Trabaja
directamente en una archivo digital

- NO se puede automatizar los
procesos.
- La mayoría de los procesos son
automatizados.
- Con respecto a la orientación
Interior y Exterior (Relativa y
Absoluta), se realizan cada vez
que se desea restituir un modelo.
- Las orientaciones Interior y
Exterior se hacen una sola vez para
cada modelo. Las que son
almacenados en el equipo digital.
- Almacena las Fotografías de una
forma sencilla
- A mayor resolución de Escanéo de
la Fotografía, mayor tamaño de
almacenamiento digital, lo que
representa una gran desventaja, en
el tiempo de procesamiento de las
imágenes
- Existe desgaste y desca libración
en lo equipos mecánicos debido
al uso y a las condiciones
climatológicas (cambio de
temperatura)
- No sufre desgaste ni deformación
el Equipo digital ni debido al uso o
las condiciones climatológicas

- Proceso de restitución
1. Orientación del modelo
(repetidas veces)
2. Restitución en papel
3. Escanéo del plano y
Georeferenciación
4. Digitalización-Archivo Digital
- Proceso de restitución
1. Restitución Digital -Archivo Digital
- La obtención de Curvas de Nivel
se hace manualmente línea por
línea, y para un determinado
espaciamiento entre curvas.
- Obtiene un modelo digital del
terreno -DTM, el cual puede ser
visualizado de varias maneras:
Curvas de nivel, que puede ser
mostrado a diferentes
espaciamiento automáticamente
Mallas
Puntos
Líneas de Quiebre
Triángulos

PROCESO FOTOGRAMETRICO
Vuelo
Fotografico
Control
Terrestre
Triangulación
Aerea
Fotoidentificación
de Objetos
Restitución
FotogramétricaCartografía
Digital
Plan de
Vuelo
Productos:
-Ortofotografias
-Planos Catastrales
-Planos
Topograficos

VUELOS
AEROFOTOGRAFICOS
CONTROL
TERRESTRE
AEROTRIANGULACION
RESTITUCION
FOTOGRAMETRICA
ANALOGICA Y DIGITAL
CARTOGRAFIA DIGITAL
LEVANTAMIENTO DE
INFORMACION - CAMPO
PROCESO DE FOTOGRAMETRICO

PLAN DE VUELO

VUELO FOTOGRAMETRICO

125
110
15
L-14 1000
985
965
970
975
L-19
920
925
930
935
L-24
765
770
775
780
695
700
635
570
870
305
295
300
275
280
285
L-3
190
195
200
L-5
245
L-4
150
155
160
165
L-6
95
100
105
L-11
40
45
50
L-12
5
10
L-13
242
705
960
225
230
L-4A
Rio
Rio
Rio
Rio
Rio
Rio
Rio
Chancay
LasNieves
Chancay
San
Juan
Rio
Chotano
Chotano
Qda.
Qda.
Viscamayo
Tondora
Pingomayo
Challagon
Chancay y Banos
Lajas Chota
Bambamarca
Yauyucan
Ninabamba
Chugur
55
630
GRAFICO DE VUELO
Proyecto : Chota-Bambamarca-Celendin
Departamento: Cajamarca Escala de Foto: 1/15,000

 ESCALA 1: 10,000
 EMPLEO DE GPS
 PELICULA A COLOR
 ESCANEO A 10
MICRONES
VUELO AEROFOTOGRAFICO

FOTOINDICE
VUELO AEROFOTOGRAFICO
Proyecto N° 33
Sector: Valle Chincha -
Ica
Escala de Foto: 1/15,000
Entidad: SAN

PLAN DE VUELO
AEROFOTOGRAFICO

CONTROL TERRESTRE

DESCRIPCIÓN Y COORDENADAS DE LA ESTACIÓN

PROCEDIMIENTOS DE CAMPO
• Elaboración de marcas
permanentes en el terreno
Hito de Concreto :
- f’c = 140 kg/cm2
- Fierro f = 1/2”
- Inscripción :
Proy - Zona #Punto
Entidad - Fecha

PROCEDIMIENTOS DE
CAMPO
• Elaboración de la
Ficha Técnica de
Campo

PROCESAMIENTO DE
LA INFORMACIÓN
• Resultante:
“Descripción de la
Estación”.
Con toda la
información Técnica
del Punto
Posicionado: -
Coordenadas UTM
- Croquis Topografico
- Descripción
- Inscripción
- Referencia.

ETAPAS DEL PROCESO
1. CREACIÓN DEL PROYECTO
2. TRIANGULACION AÉREA
- ORIENTACIÓN INTERIOR
- ORIENTACIÓN RELATIVA
- ORIENTACION ABSOLUTA
- AJUSTE
3. GENERACIÓN Y EDICIÓN DEL MODELO DIGITAL DEL
TERRENO
4. GENERACIÓN DE ORTOFOTOS
METODOLOGIA DE TRABAJO

TRIANGULACIÓN AEREA

MODELO ESTEREOSCOPICO
AEROTRIANGULACION

Xi X (columna)
Yi
Y (Fila)
ORIENTACION INTERIOR
Sistema de Coordenada Pixel

ORIENTACION RELATIVA
RESULTADO:
BUENA VISION ESTEREOSCOPICA

AJUSTE
TIPOS DE AJUSTE:
1) EN BLOQUE
2) EN LINEA
RESULTADO:
BLOQUE TRIANGULADO
COORD X,Y,Z DE LOS PUNTOS FOTOGRAMETRICOS
PROCESO:
• INGRESO PTOS DE CONTROL
• INGRESO PTOS DE ENLACE
• AJUSTE INICAL
• ANALISIS
• AJUSTE FINAL
1
5
3
PTOS FOTOGRAMETRICOS
PTOS CONTROL (Xt,Yt,Zt)

Distribución de Puntos de
Control
60% (Longitudinal)
Puntos de centro de foto
Puntos de Control
Terrestre
AEROTRIANGULACIÓN

AEROTRIANGULACIÓN - CPM 1
Mediante un proceso analítico y conocimiento del control terrestre se determinan los
valores de puntos específicos en todas las fotografías preparadas para la restitución
fotogramétrica.

• 1. IMAGEN DIGITAL
ARCHIVO DE
CALIBRACION DE CAMARA
ENERO 2,002
RC-30
+
=
• 2. VALORES DE PUNTOS DE CONTROL
- DATOS DE CALIBRACION DE CAMARA (si la imagen proviene de FA)
3. ESTACION FOTOGRAMETRICA
4. PERSONAL CAPACITADO
PRODUCTOS

IMAGEN DIGITAL
FORMA INDIRECTA
FORMA DIRECTA
FUENTES DE ORIGEN

FORMA INDIRECTA
FOTOGRAFIAS
AÉREAS
COLORPANCROMÁTICA INFRARROJO
23 CM
23 CM
IMAGEN DIGITAL

ESCANEO
La resolución de Escanéo va a depender del
producto final que se desea obtener, tomando
en consideración la Escala del Vuelo.
El Escanéo de las diapositivas se realiza con
escáner de alta precisión.
RESULTADO: IMAGEN DIGITAL

FORMA INDIRECTA ESCANEO - ALMACENAMIENTO
(µ) ppp b/n color
7 3629 1030 3090
10 2540 504 1512
15 1693 224 672
20 1270 126 378
25 1016 81 243
30 847 56 168
Tamaño Pixel Tamaño Imagen (MB)
IMAGEN DIGITAL

 Las imágenes digitales tienen estabilidad dimensional. No se
producen deformaciones con el paso del tiempo.
 Visualización: No requiere calibración Óptico / Mecánica. Las
imágenes pueden ser visualizadas y medidas mediante
ordenadores con mecanismos estándar.
 Tratamiento de las imágenes
 Las imágenes digitales pueden ser transmitidas de forma
sencilla y rápida a través de redes, varios operadores pueden
trabajar en forma secuencial.
 Automatismos en los distintos proceso fotogramétricos.
VENTAJAS

 Mejoramiento continuo del software, con actualizaciones
frecuentes beneficios de las mejoras del precio / desempeño de
la tecnología de computadoras.
 Almacenamiento de los datos en CDs o DVDs hacen que estén
más accesibles para trabajos posteriores.
 Los modelos se orientan una sola vez y el restablecimiento del
es en forma automatica.
 Los productos derivados son también obtenidos en formato
digital.
VENTAJAS

VENTAJAS
• Estabilidad dimensional.- de las imágenes digitales (no les
afecta el medio ambiente, no hay manipulación directa) y
estabilidad en el sistema de medida, ya que no necesita
calibración
• Visualización.- no hay requerimientos ópticos / mecánicos. Las
imágenes pueden ser visualizadas y medidas mediante
ordenadores con mecanismos estándares
• Tratamientos de imágenes.- se pude aplicar realce de la imagen
(ajustar niveles de brillo y contraste) para optimizar la
visualización
• Las imágenes digitales pueden ser trasmitidas de forma
sencilla y rápida a través de red, incluso es posible que varios
operadores trabajen secuencial sobre una misma ortofoto
• Automatismos en los distintos procesos de elaboración de
Ortofotos

DESVENTAJAS
 La fotogrametría digital genera grandes volúmenes de datos, y
para su proceso en menor tiempo requiere de una buena
unidad de proceso (memoria RAM) y suficiente capacidad del
disco duro para el almacenamiento de los datos.
 La visualización estereoscópica frente a los equipos analíticos
es menos nítida debido a la pérdida de luminosidad al pasar por
el proceso de Escaneo de los negativos y también depende del
tipo de sistema de visión estereoscópico.

ORTOFOTO
Definición
Es una imagen fotográfica a la que ha sido corregida de los
efectos de la proyección cónica que presenta una toma
fotográfica, de los efectos del terreno y de todas las
distorsiones que presenta la cámara con la que se realiza el
vuelo.
La Ortofoto geométricamente es equivalente a un mapa de
líneas y símbolos, con la ventaja de que cuenta
adicionalmente con toda la información grafica que brinda una
foto.
El principio básico de la producción de ortofotos es la
transformación de la Proyección central de la imagen en una
proyección Ortogonal como la del plano; esto se realiza
mediante medios y métodos estrictamente digitales como son
las Estaciones Fotogramétricas.

GENERACION DE ORTOFOTOS
EN LA ESTACION DIGITAL
RECURSOS
1. FOTOGRAFIAS AEREAS ESCANEADAS (ARCHIVO RASTER)
ARCHIVO DE
CALIBRACION DE CAMARA
ENERO 2,002
RC-30
+
+
=
2. VALORES DE PUNTOS DE CONTROL SUPLEMENTARIO
3. DATOS DE CALIBRACION DE CAMARA
4. ESTACION FOTOGRAMETRICA
5. PERSONAL CAPACITADO

GENERACION DE ORTOFOTOS
EN LA ESTACION DIGITAL
SECUENCIA EN LA ESTACION DIGITAL
1. CREACIÓN DEL PROYECTO
2. ORIENTACIÓN INTERIOR
3. TRIANGULACIÓN : ORIENTACIÓN
EXTERIOR(RELATIVA Y ABSOLUTA)
4. GENERACIÓN Y EDICIÓN DEL MODELO DIGITAL
DEL TERRENO
5. GENERACIÓN DE ORTOFOTO

MODELO DIGITAL DEL TERRENO
PROCESO DE GENERACION DE
ORTOFOTOS
CORRELACION DE PIXELES
CALCULA DIFERENCIA DE ALTURA DE CADA PUNTO
DE LA MALLA
LOS MODELOS DIGITALES DEL TERRENO SON NECESAIOS PARA LA
ELABORACIÓN DE ORTOFOTOS DIGITALES, VISTO QUE SIN ELLOS NO SE PUEDE
CORREGIR LAS DISTORSIONES EXISTENTES EN LAS IMÁGENES FOTOGRÁFICAS A
CAUSA DEL RELIEVE

ORTOFOTO
PROCESO DE GENERACION DE
ORTOFOTOS

CONCLUSIONES
• Trabajar sobre una ortofoto digital para linderar predios
rurales, se hace mucho más sencillo, ya que uno puede
manipular a gusto, ya sea ampliando o reduciendo la
misma sin ningún limite, a excepción de la resolución
máxima que da la ortofoto
• La ortofoto digital proporciona una base topográfica más
rica en detalles que la que se incluye en los planos
tradicionales de líneas.
Catastro:

• La ortofoto representa un gran aporte para la obtención
planos catastral de mayor precisión y de gran
confiabilidad, ya que muchos de nosotros confiamos mas
en lo que vemos en una foto que en lo que esta dibujado
en una hoja catastral solo de vectores
CONCLUSIONES
Catastro:

RESTITUCION
FOTOGRAMETRICA

RESTITUCION
Area Restituible de un
Modelo
Fotogrametrico, Zona
de traslape 60%

RESTITUCIÓN FOTOGRAMETRICA
• En este proceso realizamos transformación de la proyección cónica de la
fotografía a proyección ortogonal -plano-. El cual consiste en transferir toda
la información planimétrica y altimétrica que contiene una fotografía aérea a
un plano a escala determinada, además de transferir los linderos trabajados
y foto identificados en campo y se generan planos con curvas de nivel, para
de esta manera obtener una base gráfica de datos.
La restitución analítica en la actualidad resulta insuperable en su nivel de
precisión.

EQUIPOS RESTITUIDORES PG - 2
RESTITUCION FOTOGRAMETRICA ANALOGICA

APLICACIONES

PRODUCTOS: ORTOMAPAS
APLICACIONES

PRODUCTOS: IMAGENES STEREO (ANAGLIFOS)
APLICACIONES

PRODUCTOS: CURVAS DE NIVEL Y MDT
APLICACIONES

APLICACIONES
PROYECTOS DE CARRETERAS
Es muy útil para generar el modelo de elevación digital del terreno en poco
tiempo y utilizarlo como base en estudios de trazados, permitiendo al
proyectista visualizar todos los detalles de interés registrados en el MDT o
en la ortofoto.

APLICACION EN CATASTRO RURAL

ORTOFOTO FINAL

Producto final

APLICACIONES
CATASTRO URBANO Y RURAL

APLICACIONES
CATASTRO URBANO
Es posible identificar y localizar una variedad de características, tales como las
líneas centrales de calles, áreas en construcción, playas de estacionamiento,
jardines, postes, buzones, perfiles de elevaciones .

RESTITUCIÓN DE PLANOS
APLICACIONES EN CARTOGRAFIA

En proyectos de ingeniería:
Es como traerse para dentro de la oficina todo el área
de estudio
Permite al proyectista visualizar todos los detalles de
interés registrados en las imágenes
OTRAS APLICACIONES

APLICACIONES
PLANEAMIENTO URBANO, Junio 1995

PLANEAMIENTO URBANO, Febrero 2002
APLICACIONES

Estudio de Suelo Agrícolas
OTRAS APLICACIONES

Calculo de Superficies Visibles
OTRAS APLICACIONES

RECOMENDACIONES
Se debe analizar cada etapa del proceso realizando
minuciosamente el control de calidad para lo cual existen
parámetros mínimos los cuales deben cumplir, sino estos deben
ser corregidos para poder pasar a la siguiente etapa del proceso.
Entonces basados en las especificaciones se debe verificar que:
CONTROL DE CALIDAD
• Fotografías aéreas - Escala propuesta, los traslapes- calidad
de la imagen

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