Diseño geometrico y planeamiento de vuelo

DISEÑO Y PLANEAMIENTO DE VUELO 1

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
LIC. EN TOPOGRAFÍA.
Trabajo:
Proyecto final
Integrantes:
Villamil, Jeiko 3-733-490
Escobar, Ayleen 8-877-87
Profesor:
Bernardita Trejos
Materia:
Fotogrametría
Grupo
1TO 231
Año
2015

Introducción
Los vuelos fotogramétricos son el primer paso de la cadena de producción de los mapas
topográficos y las ortofotos. Estos vuelos son ejecutados por aeronaves equipadas con
cámaras fotogramétricas conforme a un plan de vuelo preestablecido que regula parámetros
como la altura de vuelo, trayectorias a seguir o solape que debe existir entre las imágenes
captadas. La realización de vuelos fotogramétricos está fuertemente condicionada por las
circunstancias meteorológicas. La presencia de nubosidad, lluvias o calima son factores
adversos que impiden su ejecución. Las franjas horarias en las que se realizan los vuelos
fotogramétricos se restringen a aquellas en las que la inclinación del sol no genera grandes
sombras que pudieran dificultar la interpretación de zonas de las imágenes. El resultado de los
vuelos fotogramétricos son una colección de fotografías aéreas, o fotogramas, que no pueden
ser utilizadas para medir distancias reales ya que su escala no es uniforme al estar afectadas
por la orografía del área que cubren, la perspectiva de la imagen, la distorsión de la lente de la
cámara con que se obtienen y la posición en el espacio de la cámara en el momento del
disparo.
El siguiente proyecto se basa en el planeamiento de vuelo sobre un área de 508.30 KM2 sobre
el distrito de Chorrera provincia de Panamá oeste

Índice
Reseña histórica de la fotogrametría.............................................................................................................6
¿Qué es la fotogrametría? ...............................................................................................................................6
Historia de la fotogrametría..............................................................................................................................6
Descripción del terreno a fotografiar .............................................................................................................7
Objetivos................................................................................................................................................................8
Coordenadas de los puntos .............................................................................................................................9
Punto 1: ...............................................................................................................................................................9
Punto 2: ...............................................................................................................................................................9
Punto 3: ...............................................................................................................................................................9
Punto 4: ...............................................................................................................................................................9
Rumbo de la línea de vuelo .............................................................................................................................9
Siglas importantes ........................................................................................................................................... 10
Parámetros (detalles y datos) ....................................................................................................................... 11
Datos de lo cámara: ....................................................................................................................................... 11
Datos del Avión:.............................................................................................................................................. 11
Tipo de Película: ............................................................................................................................................. 11
Detalles de lo Fotografía: .............................................................................................................................. 11
Aeropuerto más cercano: .............................................................................................................................. 11
Clima para el vuelo........................................................................................................................................... 12
Localización de proyecto ............................................................................................................................... 13
Elevaciones...................................................................................................................................................... 14
Zona a fotografiar............................................................................................................................................ 14
Diagrama del terreno....................................................................................................................................... 15
Recubrimiento lateral ...................................................................................................................................... 16
Recubrimiento longitudinal ........................................................................................................................... 17
Altura absoluta de vuelo................................................................................................................................. 18
Descripción de Cálculos................................................................................................................................. 19
Cálculos .............................................................................................................................................................. 21
Área a cubrir en la fotografía ........................................................................................................................ 21
Longitud lado de la foto.................................................................................................................................. 21
Área cubierta por cada fotografía................................................................................................................. 21

Altura de vuelo ................................................................................................................................................ 22
Base en el aire ................................................................................................................................................ 22
Separación entre líneas de vuelo................................................................................................................. 22
Área neta ganada por fotografía................................................................................................................... 22
Relación B, Z................................................................................................................................................... 23
Movimiento de la imagen en la fotografía para te=1/400seg................................................................... 23
Intervalo entre exposiciones ......................................................................................................................... 23
Rumbo escogido gráficamente..................................................................................................................... 23
Número de líneas de vuelo ........................................................................................................................... 23
Ubicación de las líneas de vuelo.................................................................................................................. 24
Longitud de líneas de vuelo .......................................................................................................................... 24
Números de fotografías ................................................................................................................................. 24
Altura de vuelo ................................................................................................................................................ 25
Tiempo de vuelo para tomar fotografías ..................................................................................................... 25
Distancia aeropuerto más cercano a zona del a fotografiar .................................................................... 25
Conclusión ......................................................................................................................................................... 26
Bibliografía......................................................................................................................................................... 27
Anexo................................................................................................................................................................... 28

Reseña histórica de la fotogrametría
¿Qué es la fotogrametría?
La fotogrametría es una técnica para determinar las propiedades geométricas de los objetos y
las situaciones espaciales a partir de imágenes fotográficas. Puede ser de corto o largo
alcance.
La palabra fotogrametría deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, y "gramma",
trazado, dibujo), como algo listo, disponible (una foto), y "metrón", medir.
Por lo que resulta que el concepto de fotogrametría es: "medir sobre fotos". Si trabajamos con
una foto podemos obtener información en primera instancia de la geometría del objeto, es
decir, información bidimensional. Si trabajamos con dos fotos, en la zona común a éstas (zona
de solape), podremos tener visión estereoscópica; o dicho de otro modo, información
tridimensional.
Básicamente, es una técnica de medición de coordenadas 3D, también llamada captura de
movimiento, que utiliza fotografías u otros sistemas de percepción remota junto con puntos de
referencia topográficos sobre el terreno, como medio fundamental para la medición.
Historia de la fotogrametría
Si bien lo fotogrametría tuvo su inicio en el levantamiento de fachadas arquitectónicas y plantos
de edificios, mediante el uso de fotografías terrestres, i pronto se utilizaron los fotografías
aéreas paro el levantamiento de la cartografía de base, lo que le dio el tremendo auge que ha
mantenido hasta nuestro días.
La Fotogrametría Aérea adquiere con los aparatos restituidores analógicos una rápida y
formidable difusión. El camino abierto por el esterautógrafo de von Orel en la Fotogrametría
Terrestre se ensancha considerablemente y la producción de mapas y planos de todo tipo se
incrementa drásticamente.
Con el advenimiento de la computación, los cálculos pudieron hacerse a altas velocidades.
Durante muchos años coexistieron procedimientos analógicos y analíticos. En los años ’60 el
Restituidor Analítico, creado por el finlandés Uki Helava, tenía un alto coste. Sólo en los años
’80 su precio comenzó a parecerse al de los analógicos. El restituidor analítico trajo una
sensible mejora en la precisión y, además, posibilitó el empleo de cualquier tipo de fotografía
o aún de imágenes no fotográficas. Otras ventajas importantes fueron la facilidad con la que
se podían corregir errores sistemáticos (distorsión de la lente, variaciones dimensionales de la
película y efectos de refracción atmosférica y curvatura terrestre) y el empleo de altas
redundancias con un tratamiento por mínimos cuadrados. Sin embargo, los grandes beneficios
de la Fotogrametría Analítica no estuvieron en el restituidor analítico, sino en el cambio en las
técnicas de Aero triangulación.
La fotogrametría se encuentra hoy ante todo un verdadero desafío.

Descripción del terreno a fotografiar
El mapa asignado a la cual se le hará el procedimiento de fotografiar está ubicado en el área
de la Chorrera, el mapa cuenta con una escala1:50,000 en los cuales se ubican y se observan
los corregimientos Barrio Balboa, Barrio Colón, Amador, Arosemena, El Arado, El Coco,
Feuillet, Guadalupe, Herrera, Hurtado, Iturralde, La Represa, Los Díaz, Mendoza, Obaldía,
Playa Leona, Puerto Caimito, Santa Rita.
Las cuales cuenta con zonas de vías de acceso principales que son la Autopista Panamá- La
Chorrera y la Panamericana
La Chorrera se encuentra en la región occidental de la provincia de Panamá. Su extensión
territorial es de 769 kilómetros cuadrados, y sus límites son:
Con el distrito de Arraiján: Desde donde el río Lirio toca los límites con el Distrito de Panamá,
aguas arriba este río hasta su cabecera; desde aquí línea recta a la cima del Cerro Ahoga
Yegua, se continúa la línea recta al nacimiento de la Quebrada Naranjal, está Quebrada hasta
su desembocadura en el río Caimito: aguas abajo este río hasta su desembocadura en la Bahía
de La Chorrera en el océano Pacífico.
Lo cual cuenta con una altitud de Media 69 msnm

Objetivos
El principio fundamental de la misión fotográfica es asegurar la obtención de negativos
fotográficos, de máxima calidad y precisión, cuya finalidad es su utilización como base para la
producción de documentos cartográficos, mediante procesos fotogramétricos.
Una de las fases más importantes del proyecto de elaboración de un documento cartográfico,
lo constituye la planificación de vuelo. La misma se ocupa de preparar instrucciones detalladas
para los tripulantes que integran la misión fotográfica, referente a la obtención de imágenes,
recorridos fotográficos, área a ser volada, etc.
La condición fundamental de toda planificación de vuelo, es la obtención de adecuada
cobertura fotográfica con el mínimo de fotografías, tal que cada parte del terreno por pequeña
que sea, debe ser cubierta estereoscópicamente, esto significa que toda la superficie debe
aparecer en las zonas de superposición tanto de fotografías adyacentes de un recorrido como
en las áreas superpuestas de recorridos vecinos.
Durante la etapa de restitución por trazado estereoscópico, el modelo observado en el
instrumento, está formado por la intersección de haces de rayos que forman dos fotografías
consecutivas.
La porción útil de cada haz que da lugar al modelo, por lo tanto será requisito fundamental que
todo el terreno a ser cartografiado debe estar contenido en tal área, para tener una cobertura
estereoscópica completa.
Cuando se desea diseñar un vuelo será necesario entregar previamente a las personas
encargadas la información básica que servirá para desarrollar los cálculos.

Coordenadas de los puntos
Punto 1:
coordenadas Geográficas UTM
X 80 °00’ 609919.33
Y 8 °50’ 976655.98
Punto 2:
X 79°45’ 637465.25
Y 8 °50’ 976655.98
Punto 3:
X 79°45’ 637465.25
Y 9°00’ 995002.24
Punto 4:
X 80 °00’ 609919.33
Y 9°00’ 995002.24
Rumbo de la línea de vuelo
El rumbo de la línea de vuelo es desde norte a sur (N-S)

Siglas importantes
s tamaño de lo fotografía (lado)
S Tamaño del área fotografiada (latitud)
f Distancia focal
c Distancia principal
h Altura del terreno
u Recubrimiento longitudinal (%)
v Recubrimiento Lateral (%)
Z Altura de vuelo
b base en la fotografía
B Base en el aire
A Distancia entre líneos de vuelo
GS Velocidad del avión con respecto al terreno
E módulo de la escala
te tiempo o de exposición
I Intervalo entre exposiciones
MIF Movimiento de lo imagen en lo fotografía

Parámetros (detalles y datos)
Datos de lo cámara:
Modelo: WILD RCB
Objetivo: Aviogón Universal
C= 152.24mm
Diafragmas: 5.6, 8.11, 16, 22
Tiempo de exposición: 1/100 a 1/700 (continuo)
Formato: (228mm x 228mm) 23cm
Datos del Avión:
Aero Commander: (2 motores) (ver anexo)
Velocidad crucero: 300km/h
Autonomía de vuelo: 2,500km
Tipo de Película:
Kodak plus X Aerogrophic
Filtro Wratten No.12 (Amarillo)
Rollo de 60m
Detalles de lo Fotografía:
Escala= 1:20000
Recubrimiento longitudinal u= 60%
Recubrimiento lateral v= 20%
Aeropuerto más cercano:
El Aeropuerto Internacional Panamá Pacífico es un aeropuerto y antigua base militar de la
Fuerza Aérea de los Estados Unidos, ubicado en Panamá.
Ubicado en Panamá. Se encuentra ubicado en el Área Económica Especial Panamá
Pacífico, 15 minutos del centro de la Ciudad de Panamá, en el corregimiento de Veracruz, en
el Distrito de Arraiján, a 30 minutos de las playas del Pacífico y a 1 hora de la Zona Libre en
la Ciudad de Colón. Y de nuestro proyecto a 17.8KM. (Ver anexo)

Clima para el vuelo
Se escogió el día jueves 3 de diciembre de 2015 para realizar el vuelo fotogramétrico puesto
que según el pronóstico meteorológico es uno de los únicos días del mes de diciembre que no
presentaría lluvias por lo cual se obtuvo las horas de 14:00 hasta 17:59 para realizar el proceso
de fotografía aéreas.

Localización de proyecto
Desde el aeropuerto panamá Pacifico hay una distancia de 17.8KM a la zona a fotografiar

Elevaciones
Zona a fotografiar

Diagrama del terreno

Recubrimiento lateral
V= 20%

Recubrimiento longitudinal
u= 60%

Altura absoluta de vuelo
HM = 0.5 (HA+HB)
=0.5 (303.+82.)
HM=192.50
1/Em=C/ZM
=C*EM
=0.15224*20000
ZM =3045.
ZO =HM+ZM
=192.50+3045.
ZO =3238.

Descripción de Cálculos
1. Área a fotografiar:
Puede ser calculada gráficamente sobre el mapa
2. Longitud de lado de la foto:
Se calcula la longitud correspondiente sobre el terreno y sobre el mapa
3. Base en el aire:
Se calcula con la relación: s*E (1-u)
4. área neta ganada por la fotografía:
Se calcula con la fórmula: AN=s2*E (1-u) (1-v)
5. Relación base altura:
Se obtiene dividiendo la base en el aire por la altura de vuelo relativa
6. Movimiento de la imagen en la foto:
7. Intervalo entre exposiciones:
Se calcula mediante la expresión I=B/GS
8. Direcciones de las líneas de vuelo:
El rumbo puede ser escogido siguiendo uno de los siguientes criterios:
 Se escoge siempre una dirección fija a efecto de empatar fácilmente vuelos de zonas
adyacentes.
 Se escoge el rumbo paralelo a las curvas de nivel predominante reduciendo así las
variaciones de escala entre fotos de una misma faja.
9. Ubicación de las líneas de vuelo:
Con el rumbo escogido debe indicarse gráficamente la posición de las líneas de vuelo
necesarias para cubrir la zona
10. Número de líneas de vuelo:
El dato se puede obtener dibujando las líneas de vuelo sobre el mapa o bien empleando la
fórmula:
NLV= (ancho terreno a fotografiar-S/A)+1

11. Longitud de Líneas de vuelo:
Cuando las líneas de vuelo han sido ubicadas sobre el mapa topográfico es posible medir
gráficamente la longitud de cada línea.
12. Número total de las fotografías:
Se puede calcular por los siguientes procedimientos:
 Calculando el número de fotografías por líneas de vuelo y luego sumando las fotografías
necesarias para cada línea. El número de fotografías requerido por líneas de vuelo se
calcula dividiendo la longitud de cada línea por el valor de la base. A este número es
necesario por lo menos unas 4 o 6 fotografías extras.
 El número mínimo de fotografías necesario para cubrir una zona se obtiene dividiendo
el área de la zona por el área neta ganada por fotografías.
13. Altura de vuelo relativa y absoluta para cada línea de vuelo:
La altura relativa se calcula con la expresión z=E*C Si a la altura relativa se le agrega altura
media del terreno se obtiene la altura de vuelo absoluta
14. Tiempo de vuelo para tomar fotografías:
Se obtiene dividiendo la longitud total de vuelo por la velocidad del avión empleada para tomar
fotografías, agregando 5 minutos por cada línea de vuelo. 15. Tiempo de vuelo al aeropuerto
más próximo: este dato es útil para reabastecimiento del avión. Se obtiene dividiendo la
distancia de la zona al aeropuerto, por la velocidad crucero.
16. Tiempo total de vuelo:
En la suma de tiempo para tomar fotografías y el tiempo de vuelo al aeropuerto más cercano.
Según que este valor sea mayor o igual que la autonomía de vuelo del avión había que hacer
uno o más viajes para reabastecimiento.
17. Sobre un mapa topográfico de la zona a escala pequeña se indican las líneas de vuelo y
la respectiva altura absoluta de vuelo.

Cálculos
Área a cubrir en la fotografía
La escala expuesta en el mapa está representada en 1:50000, lo cual 1KM representa 2CM
por lo cual se tuvo que hacer una regla de tres para obtener su longitudes en KM.
Longitud horizontal en el mapa
1KM = 2CM
x = 55.1CM
55.1CM*1KM = 2CM*x
(55.1CM*1KM)/2CM = x
27.55KM = x
Longitud Vertical en el mapa
1KM = 2CM
x = 36.9CM
36.9CM*1KM = 2CM*x
(36.9CM*1KM)/2CM = x
18.45KM = x
Dando así un área en el mapa de:
Área mapa = 27.55KM*18.45KM
Área mapa = 508.30 KM2
Longitud lado de la foto
Donde (s) es: 23 CM*1e-5KM es igual a
s = 0.00023KM
S terreno = s*E
= 0.00023KM*20000
S terreno = 4.600KM
Donde (s) es: 23 CM*0.01M es igual a
s = 0.23M
S mapa =s*E
=0.23M*(20000/50000)
S mapa =0.092M
Área cubierta por cada fotografía
s = 0.00023KM
S2 = s2*E2
= (0.00023KM) 2*(20000)2
S2 = 21.160000KM2

Altura de vuelo
Donde la (c) tiene un valor de 152.24MM lo cual tiene que ser transformado a metro donde
quedara así: 152.24MM/1000M = 0.15224M
Z =c*E
= 0.15224M*20000
Z = 3044.80M
Base en el aire
s = 0.00023KM
Teniendo en cuenta que tenemos el recubrimiento longitudinal medio entre las fotografías
consecutivas que es (u): 60%
B= s*E (1-u)
= 0.00023KM*20000 (1-60%)
B = 1.84KM
Separación entre líneas de vuelo
s = 0.00023KM
Teniendo en cuenta que tenemos el recubrimiento lateral deseado entre fajas adyacentes
que es (v): 20%
A=s*E (1-v)
=0.00023KM *20000(1-20%)
A = 3.68 KM
Área neta ganada por fotografía
Donde (s) es: 23 CM*1e-5KM es igual a s = 0.00023KM
Teniendo en cuenta que tenemos el recubrimiento longitudinal medio entre las fotografías
consecutivas que es (u): 60%
Teniendo en cuenta que tenemos el recubrimiento lateral deseado entre fajas adyacentes
que es (v): 20%
Área neta =s2*E2 (1-v) (1-u)
= (0.00023KM)2*(20000)2(1-20%) (1-60%)
Área neta =6.7712KM2

Relación B, Z
La (Z) como está dada en metro necesitamos transformarla a KM por lo cual se procedió a
convertir donde: 3044.80M*0.001KM= 3.0448KM
B, Z =B/Z
=1.84KM/3.0448KM
B, Z =0.60
Movimiento de la imagen en la fotografía para te=1/400seg.
= ((300KM/H)/3600)* (1/ 400Seg)*(106/20000)
MIF = 0.0104MM
Intervalo entre exposiciones
Donde 1KM/H es igual a 0.000277778KM/S por lo cual la transformación de
300KM/H*0.000277778KM/S = 0.0833KM/S
I =B/GS
=1.84KM/ (0.0833KM/S)
I =22.0888 S
Rumbo escogido gráficamente
Rumbo=N-S
Número de líneas de vuelo
NLV = ancho terreno a fotografiar-S/A+1
= (27.55KM-0.092KM /3.68 KM)+1
= (27.46KM/3.68KM)+1
=8.46
NLV= ± 8
Control (NLV-1)*(A + S) > ANCHO
= (8-1) 3.68 KM+4.600KM
=57.96>27.55KM2
Para centra las líneas de vuelos se calcula:
(27.55KM-25.76KM)/2 = 0.90KM

Ubicación de las líneas de vuelo
Líneas de vuelos
Longitud de líneas de vuelo
L mapa = 36.90CM
L Terreno = 18.45KM
Números de fotografías
Numero de fotos por líneas de vuelo = L/B+1
=(18.45KM/1.84KM)+1
=11 fotos
Número total de fotos 11+5 extras
= (16*8)
=128 Fotos
NTF =Área/área neta
=508.30 KM2/6.7712KM2
=75 fotos

Altura de vuelo
Zrel =3045.
Zabs = Zm + Hm
=3045.M+ 192.50M
Zabs =3238.M
Tiempo de vuelo para tomar fotografías
Donde 1KM/H es igual a 0.0166667KM/minuto por lo cual la transformación de
300KM/H*0.0166667KM/minuto = 5.00KM/S
Tiempo = longitud de vuelo/velocidad
= (18.45KM*8)/ 5.00KM/minuto
Tiempo=29.52 minutos
Distancia aeropuerto más cercano a zona del a fotografiar
Utilizaremos para calcular el tiempo del aeropuerto a la zona por la formula ya conocida de
tiempo y distancia. Ya que el aeropuerto se encuentra a 17.8 KM de la chorrera.
V=D/t
t=D/V
t=17.8KM/5.00KM/ minuto
t=3.56minutos

Conclusión
Como conclusión tenemos que un planeamiento de vuelo es alcanzar las fotos requeridas para
el proyecto con eficiencia, costos precisos y técnicamente viables.
Generando la información que, respecto a un vuelo proyectado o parte del mismo, se somete
a las dependencias para su conocimiento Altimétrico y planímetro; un planeamiento de vuelo
tiene dos funciones: una, ayudar a los controladores aéreos a identificar y seguir a una
aeronave en vuelo, y otra, ayudar a localizar a esta en caso de accidente, al permitir a los
equipos de tierra, saber por dónde tienen que buscar, y qué tienen que buscar.
El principio fundamental de la misión fotográfica es asegurar la obtención de negativos
fotográficos, de máxima calidad y precisión, cuya finalidad es su utilización como base para la
producción de documentos cartográficos, mediante procesos fotogramétricos. Una de las fases
más importantes del proyecto de elaboración de un documento cartográfico. Lo constituye la
planificación de vuelo que estamos haciendo ya que sin ella y no bien realizada no obtenemos
información espacial correctamente. Estos cálculos se preparan con instrucciones detalladas
para que integren la misión fotográfica, referente a la obtención de imágenes, recorridos
fotográficos. La condición fundamental de toda planificación de vuelo, es la obtención de
adecuada de cobertura fotográfica con el mínimo de fotografías, tal que cada parte del terreno
por pequeña que sea, debe ser cubierta estereoscópicamente, esto significa que toda la
superficie debe aparecer en las zonas de superposición tanto de fotografías adyacentes de un
recorrido como en las áreas superpuestas de recorridos vecinos.
Si se desea efectuar una cobertura a escala pequeña tratando al mismo tiempo de reducir al
máximo la cantidad de tomas, las fotografías aéreas deberán ser tomadas a una altura tan
grande como lo permitan los aviones disponibles. Si desea efectuar una cobertura a escala
grande, sobre zonas muy pobladas, lo importante es reducir los ángulos muertos. En este
caso conviene emplear objetivos con ángulo decampo pequeño, haciendo volar al avión más
alto aún.

Bibliografía
 http://www.app.gob.pa
 https://es.wikipedia.org/wiki/Panamá_Pacífico
 https://es.wikipedia.org/wiki/Aero_Commander
 https://www.google.com/map
 http://www.atlascajamarca.info/conversor/
 Información proporcionada por la profesora

Anexo
Panamá Pacifico (aeropuerto)
Avión” Aero Commander: (2 motores)”

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