La fotogrametría es una disciplina que utiliza fotografías 2D para crear modelos 3D, aplicándose principalmente en la representación cartográfica de la superficie terrestre. Este método permite confeccionar mapas topográficos en diversas escalas y requiere el conocimiento de distancias y posiciones mediante la intersección de rayos homólogos de imágenes aéreas. Los principios de orientación interna, relativa y absoluta son fundamentales para la reconstrucción geométrica y la visión estereoscópica de los objetos fotografiados.

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INSTITUTO GEOGRAFICOINSTITUTO GEOGRAFICO
NACIONALNACIONAL

2. Presentado por:
• LUIS CANO RAMOS
•CANORAMOS.LUIS@GMAIL.COM
•2016
•FOTOGRAMETRIA I

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PRINCIPIOS DE
FOTOGRAMETRÍA
INTRODUCCION
La fotogrametría, como parte de la interpretación
de imágenes, es una disciplina que permite
formular modelos 3D a partir de fotografías 2D; es
una técnica de medición indirecta ya que las
mediciones no se efectúan sobre el objeto, sino
sobre imágenes del mismo.

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PRINCIPIOS DE FOTOGRAMETRÍA

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La figura representa los elementos geométricos ideales de un vuelo fotogramétrico con eje de toma
vertical

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Comparación entre la proyección central y la proyección ortogonal.

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APLICACIONES
• Si bien la aplicación más importante, desde sus comienzos,Si bien la aplicación más importante, desde sus comienzos,
fue la representación cartográfica de la superficie terrestrefue la representación cartográfica de la superficie terrestre
como documento fehaciente para medir, dictaminar y decidir.como documento fehaciente para medir, dictaminar y decidir.
• Es sorprendente cuántas otras disciplinas encuentranEs sorprendente cuántas otras disciplinas encuentran
actualmente su utilidad.actualmente su utilidad.
• Desde el punto de vista cartográfico, la utilización de esteDesde el punto de vista cartográfico, la utilización de este
método sirve para confeccionar mapas topográficos básicosmétodo sirve para confeccionar mapas topográficos básicos
en varias escalas:en varias escalas:

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• Mapas a pequeña escala :Mapas a pequeña escala : Fines generalesFines generales,,
planeamiento, vías de comunicación ,fronteras, etc.planeamiento, vías de comunicación ,fronteras, etc.
• Mapas a escala media :Mapas a escala media : Planeamientos y desarrolloPlaneamientos y desarrollo,,
anteproyectos de ingeniería.anteproyectos de ingeniería.
• Mapas a escala grande :Mapas a escala grande : Proyectos de ingenieríaProyectos de ingeniería
detallados, catastros , servicios, etc.detallados, catastros , servicios, etc.

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INTRODUCCIÓN AL PROBLEMA FUNDAMENTAL DE LA
FOTOGRAMETRÍA.
La reconstrucción geométrica de un objeto a partir de una fotografía
aérea se plantea inicialmente como un problema geométrico de
reconstrucción de rayos homólogos (que van a un mismo punto)
desde dos puntos de vista diferentes.

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Dado un haz de rayos perspectivos Γ y un conjunto deDado un haz de rayos perspectivos Γ y un conjunto de
semirrectas SA, SB, SC... desde un punto de vista S, lasemirrectas SA, SB, SC... desde un punto de vista S, la
reconstrucción de los puntos A, B, C... del objeto Σ sólo sereconstrucción de los puntos A, B, C... del objeto Σ sólo se
puede llevar a cabo geométricamente conociendo laspuede llevar a cabo geométricamente conociendo las
distancias a estos puntos.distancias a estos puntos.

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• Lógicamente, no es el caso de la fotogrametría, ya que no seLógicamente, no es el caso de la fotogrametría, ya que no se
pueden medir esas distancias, sólo se dispone de imágenespueden medir esas distancias, sólo se dispone de imágenes
• En este caso sólo se puede realizar mediante la intersección deEn este caso sólo se puede realizar mediante la intersección de
rayos homólogos desde otro punto de vista (en nuestro caso, dosrayos homólogos desde otro punto de vista (en nuestro caso, dos
fotografías).fotografías).

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PRINCIPIO DE LA RESTITUCIÓN
FOTOGRAMETRÍA
• Si A y B son dosSi A y B son dos
posiciones sucesivasposiciones sucesivas
del avión desde losdel avión desde los
que se han tomadoque se han tomado
• fotografías.fotografías.
• Los rayos de luz hanLos rayos de luz han
impresionado lasimpresionado las
placas, mediante dos.placas, mediante dos.
• haces perspectivos…haces perspectivos…
(ángulo)

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• Al colocar las fotografías en laAl colocar las fotografías en la
misma posición relativa respecto amisma posición relativa respecto a
la que tenían cuando fueronla que tenían cuando fueron
impresionadas y si las iluminamosimpresionadas y si las iluminamos
con proyectores, se volverían acon proyectores, se volverían a
formar los mismos haces iniciales.formar los mismos haces iniciales.
• Los rayos homólogos se cortarían,Los rayos homólogos se cortarían,
dándonos sus intersecciones unadándonos sus intersecciones una
reproducción exacta del terreno.reproducción exacta del terreno.
Ocurrirá que como esta operaciónOcurrirá que como esta operación
se hace en gabinete, la distancia A-se hace en gabinete, la distancia A-
B será más pequeña y el estéreoB será más pequeña y el estéreo
modelo estará a una cierta escala.modelo estará a una cierta escala.

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• El problema a resolver consistirá en conseguir enEl problema a resolver consistirá en conseguir en
gabinete la reproducción de la posición exacta de los dosgabinete la reproducción de la posición exacta de los dos
haces de rayos y que su situación respecto al terreno,haces de rayos y que su situación respecto al terreno,
sea análoga a la que tuvieron al ser impresionadassea análoga a la que tuvieron al ser impresionadas
ambas fotografía durante el vuelo.ambas fotografía durante el vuelo.
• La operación a través de la cual se consigue todo estoLa operación a través de la cual se consigue todo esto
es laes la ORIENTACIÓN INSTRUMENTALORIENTACIÓN INSTRUMENTAL , la que esta, la que esta
compuesta de:compuesta de:

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• ORIENTACION INTERNA:ORIENTACION INTERNA:
• Es la reconstrucción de la forma del haz proyectivo. ParaEs la reconstrucción de la forma del haz proyectivo. Para
ello es necesario conocer los parámetros internos de laello es necesario conocer los parámetros internos de la
cámara aérea (situación del punto principal referido alcámara aérea (situación del punto principal referido al
centro fiducial, distancia principal y función de distorsión)centro fiducial, distancia principal y función de distorsión)
Orientación interna: reconstrucción de la forma del haz perspectivo o lo que es lo
mismo reconstrucción de la cámara con la que se obtiene la imagen. El punto
imagen a queda referido al punto de vista S, es decir, se determina el vector aS.

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• ORIENTACIÓN RELATIVA:ORIENTACIÓN RELATIVA:
• Es el primer paso a efectuar en el proceso deEs el primer paso a efectuar en el proceso de
orientación externa. Consiste en la eliminación deorientación externa. Consiste en la eliminación de
paralaje horizontal y vertical del modelo estereoscópico.paralaje horizontal y vertical del modelo estereoscópico.

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“puntos de orientación de Von Gruber ” , numerado de 1 al 6, empleándose cinco de ellos durante el
procedimiento de la orientación relativa, reservándose el sexto para la comprobación final.

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• ORIENTACIÓN ABSOLUTA:ORIENTACIÓN ABSOLUTA:
• Es el segundo paso a efectuar en el proceso deEs el segundo paso a efectuar en el proceso de
orientación externa. Consiste en encontrar la relaciónorientación externa. Consiste en encontrar la relación
entre el sistema deentre el sistema de coordenadas del modelocoordenadas del modelo
obtenido tras la orientación relativa y el sistemaobtenido tras la orientación relativa y el sistema dede
coordenadas del terreno.coordenadas del terreno.
Orientación Absoluta:
los haces perspectivos,
una vez orientados
entre sí, se sitúan
respecto del objeto.
Punto imagen
objeto

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• PARALAJE:PARALAJE:
• Es el desplazamiento aparente producido al observar unEs el desplazamiento aparente producido al observar un
punto objeto desde dos puntos de vista distintos.punto objeto desde dos puntos de vista distintos.
• En fotogrametría el desplazamiento se encuentra en lasEn fotogrametría el desplazamiento se encuentra en las
imágenes fotográficas y se distingue entre paralajeimágenes fotográficas y se distingue entre paralaje
horizontal y paraje vertical, siendo la primera (px) la quehorizontal y paraje vertical, siendo la primera (px) la que
permite encontrar las coordenadas del modelo y lapermite encontrar las coordenadas del modelo y la
segunda (py) la que debe ser eliminada en el proceso desegunda (py) la que debe ser eliminada en el proceso de
orientación relativa para poder tener visiónorientación relativa para poder tener visión
estereoscópica.estereoscópica.

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• LA VISIÓN ESTEREOSCÓPICALA VISIÓN ESTEREOSCÓPICA
• La visión estereoscópica es la propiedad que tenemosLa visión estereoscópica es la propiedad que tenemos
para la observación de objetos en tres dimensionespara la observación de objetos en tres dimensiones
• El ojo humano normal recibe la informaciónEl ojo humano normal recibe la información
tridimensional de un objeto por la diferencia detridimensional de un objeto por la diferencia de
imágenes captada por los ojos respecto a un mismoimágenes captada por los ojos respecto a un mismo
objeto.objeto.
•

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• Condiciones de estereoscopíaCondiciones de estereoscopía
• La pareja de fotogramas o par estereoscópico, seLa pareja de fotogramas o par estereoscópico, se
denomina “estereograma”.denomina “estereograma”.
• Un par es estereoscópico en la parte común de terrenoUn par es estereoscópico en la parte común de terreno
fotografiado.fotografiado.
• En definitiva, para que un par sea estereoscópico, cadaEn definitiva, para que un par sea estereoscópico, cada
foto ha de estar tomada desde dos puntos distintos yfoto ha de estar tomada desde dos puntos distintos y
tiene que haber una zona común fotografiada.tiene que haber una zona común fotografiada.
• Para que haya estereoscopía en la visión humana, losPara que haya estereoscopía en la visión humana, los
puntos de vista P’ y P’’ de la retina no deben serpuntos de vista P’ y P’’ de la retina no deben ser
homólogos.homólogos.

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• ELEMENTOS DE FOTOGRAMETRIAELEMENTOS DE FOTOGRAMETRIA
• Plano focalPlano focal: representa el plano donde inciden los: representa el plano donde inciden los
haces luminosos al obturarse la cámara, y que sonhaces luminosos al obturarse la cámara, y que son
plasmados en el negativo, generando así la imagenplasmados en el negativo, generando así la imagen
capturada. Además en él se dispone la informacióncapturada. Además en él se dispone la información
complementaria de la fotografía: marcas fieles y lacomplementaria de la fotografía: marcas fieles y la
información marginal.información marginal.

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• Marcas fiduciales:Marcas fiduciales: son indicaciones en los bordes deson indicaciones en los bordes de
la película, normalmente son cuatro flechas, puntos, etc.la película, normalmente son cuatro flechas, puntos, etc.
colocadas en forma opuesta y uniéndolos con una líneacolocadas en forma opuesta y uniéndolos con una línea
indican el punto principal de la fotografía.indican el punto principal de la fotografía.
Marcas fiduciales

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• Información marginal:Información marginal: compuesta por una serie decompuesta por una serie de
datos de gran utilidad como la altura de vuelo dada por eldatos de gran utilidad como la altura de vuelo dada por el
altímetro del avión (m.s.n.m.), reloj, nivel esférico dealtímetro del avión (m.s.n.m.), reloj, nivel esférico de
burbuja, identificación de la cámara de toma de vistas,burbuja, identificación de la cámara de toma de vistas,
número de fotografía y datos de la misión como la zona ynúmero de fotografía y datos de la misión como la zona y
fecha que se realizó el vuelo, entre otras.fecha que se realizó el vuelo, entre otras.

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35. IGN - Perú
• Punto principal:Punto principal: representa el punto central de larepresenta el punto central de la
fotografía, se lo obtiene luego de unir las marcasfotografía, se lo obtiene luego de unir las marcas
fiduciales opuestas. En el caso de las fotografíasfiduciales opuestas. En el caso de las fotografías
verticales debe coincidir con el nadir (o punto en elverticales debe coincidir con el nadir (o punto en el
terreno directamente debajo de la cámara).terreno directamente debajo de la cámara).

36. IGN - Perú
• Distancia focal:Distancia focal: o distancia principal, es la distanciao distancia principal, es la distancia
que existe entre el centro de la lente y el plano focal,que existe entre el centro de la lente y el plano focal,
donde se apoya la película; en otras palabras es ladonde se apoya la película; en otras palabras es la
distancia fija que existe entre el centro de la lente y ladistancia fija que existe entre el centro de la lente y la
películapelícula

37. IGN - Perú
• Eje óptico:Eje óptico: es el eje que pasa por el centro geométricoes el eje que pasa por el centro geométrico
de la cámara y es perpendicular al negativo; en el casode la cámara y es perpendicular al negativo; en el caso
de fotografías verticales es coincidente con la vertical delde fotografías verticales es coincidente con la vertical del
lugar.lugar.

38. IGN - Perú
• Altura de vuelo:Altura de vuelo: queda definida la altura de vueloqueda definida la altura de vuelo
como la distancia que existe entre el terreno fotografiadocomo la distancia que existe entre el terreno fotografiado
y el centro de la lente.y el centro de la lente.

39. IGN - Perú
• Base aérea (B):Base aérea (B): es la distancia que existe entre doses la distancia que existe entre dos
tomas sucesivas en el terreno, es decir es la distanciatomas sucesivas en el terreno, es decir es la distancia
entre dos obturaciones de la cámara de toma de vistasentre dos obturaciones de la cámara de toma de vistas

40. IGN - Perú
• Traslape longitudinal:Traslape longitudinal: es el solape necesario entrees el solape necesario entre
fotografías aéreas sucesivas que debe ser del 60% parafotografías aéreas sucesivas que debe ser del 60% para
permitir la estereovisión.permitir la estereovisión.

41. IGN - Perú
• Traslape lateral:Traslape lateral: es el solape entre bandas o pasadases el solape entre bandas o pasadas
del vuelo, debe estar comprendido entre 30%; sudel vuelo, debe estar comprendido entre 30%; su
finalidad es la de permitir unir las fotografías entre líneasfinalidad es la de permitir unir las fotografías entre líneas
de vuelo.de vuelo.

42. IGN - Perú
• Línea de vuelo:Línea de vuelo: queda definida uniendo puntosqueda definida uniendo puntos
principales de fotografías sucesivas, es decir para poderprincipales de fotografías sucesivas, es decir para poder
realizar esta línea es imprescindible transferir los centrosrealizar esta línea es imprescindible transferir los centros
de la fotografía anterior y posterior a la fotografía central.de la fotografía anterior y posterior a la fotografía central.

43. IGN - Perú
Efecto de deriva:Efecto de deriva: el efecto de deriva es muyel efecto de deriva es muy
común en la aviación y se da cuando sobre él acomún en la aviación y se da cuando sobre él a
avión inciden vientos laterales que tienden aavión inciden vientos laterales que tienden a
desvíalo. El piloto se ve obligado a realizar unadesvíalo. El piloto se ve obligado a realizar una
maniobra de compensación a fin de mantener elmaniobra de compensación a fin de mantener el
rumbo establecido o deseado, esta maniobrarumbo establecido o deseado, esta maniobra
provoca que el avión tenga un ángulo de ataqueprovoca que el avión tenga un ángulo de ataque
respecto de la trayectoria.respecto de la trayectoria.
Las correcciones de rumbo del avión
entre las posiciones de dos fotogramas
consecutivos a lo largo de cada pasada
no pueden ser superiores a 3º en la
inclinación del eje óptico.

44. IGN - Perú
Los ejes de las líneas contiguas, que tengan que ser paralelas, no deben formar un ángulo superior a los 5°
entre la unión de los puntos principales de los fotogramas extremos.

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