Cartografia Fotogrametria Analitica 2010

5/24/2018 Cartografia Fotogrametria Analitica 2010

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Universidad Nacional Daniel Alcides Carrin Facul tad de Ing eniera Ambien tal

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

U i id d N i l D i l Al id C i F l t d d I i A bi t l


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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.

U i id d N i l D i l Al id C i F l t d d I i A bi t l


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REPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL ESTECOMETRO

Universidad Nacional Daniel Alcides Carrin F l t d d I i A bi t l


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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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g


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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g


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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g


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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