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Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniera
Escuela de Construccin Civil
FOTOGRAFIA AEREA
Tesis para optar al titulo de:Constructor Civil
Profesor Patrocinante:
Sr. Heriberto Vivanco Bilbao
Ingeniero Comercial
Constructor Civil
RODRIGO ANDRES NEIRA RICOUZVALDIVIA CHILE
2005
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INDICE
RESUMEN...1INTRODUCCIN2
CAPITULO I: CARTOGRAFIA...4
1.- El Mapa...4
1.1.- Que es un Mapa?1.2.- Tipos de Mapas.1.3.- Que es la Cartografa?1.4.- Cartografa y Geografa.
2.- Evolucin Histrica...8.2.1.- Precursores.2.2.- Desarrollo en Oriente.2.3.- Antigedad Clsica.2.4.- Edad Media.2.5.- El Renacimiento.2.6.- Cartografa Moderna Siglo XVIII.2.7.- Siglo XIX2.8.- Siglo XX
3.- Formas y Dimensiones de la Tierra.18
3.1.- Geoide.3.2.- Coordenadas Geogrficas:
3.2.1.-Paralelos y Latitudes3.2.2- Meridianos y Longitudes3.2.3- Posiciones y Direcciones3.2.4- Rosa de los Vientos
4.- La Escala..23
4.1.- La Escala4.2.- Expresin de la escala grafica
5.- Sistemas de Proyecciones.25
5.1.- Superficie de Proyeccin
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CAPITULO III: EL VUELO FOTOGRAMETRICO.....74
1.- Especificaciones Tcnicas....752.- Factores importantes..76
3.- Escala de la fotografa....76
4.- Planificacin de un vuelo Fotogramtrico...81
4.1.- Abarcamiento total de cada foto en el terreno4.2.- Distancia entre lneas de vuelo4.3.- Avance entre foto y foto4.4.- Cantidad de lneas de vuelo4.5.- Cantidad de kilmetros lineales 4.6.- Cantidad de fotos4.7.- Cantidad total de fotos4.8.- Cantidad de metros de pelcula4.9.- Clculo de tiempo de vuelo directo4.10.- Clculo de tiempo de vuelo indirecto4.11.- Total de tiempo de vuelo4.12.- Clculo de la altura de vuelo4.13.- Clculo de la altitud promedio del terreno4.14.- Altura indicada4.15.- Error mximo de navegacin4.16.- Rumbo magntico de cada lnea de vuelo4.17.- Hora fotogramtrica 4.18.- Hora local fotogramtrica4.19.- Carpeta de vuelo
5.- Factores adversos...89
6.- Control de calidad...89
7.- Inspeccin de vuelo....908.- Control de vuelo......92
9.- Producto fotogrfico95
10.- ndice de vuelo......96
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CAPITULO IV: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA YFOTOGRAMETRIA DIGITAL.98
1.- Sistema de Informacin Geogrfica.....982.- Sistema Global de Posicin....103
2.1.- Historia del GPS2.2.- El GPS Hoy2.3.- Descripcin del Sistema GPS
3.- Fotogrametra Digital112
3.1.- Desarrollo de la fotogrametra3.2.- Estaciones Fotogramtricas digitales3.3.- Aplicaciones fotogrametra digital3.4.- Consideraciones sobre cmaras fotogramtricas areas
digitales3.5.- Estreo correlacin automtica3.6.- Imagen fotogrfica y sus productos
CONCLUSIONES...122
BIBLIOGRAFIA...124
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INTRODUCCION
El desarrollo de esta tesis tiene como objetivo, describir la
Aerofotogrametra, ciencia que nos proporciona planos de grandes extensiones
de terreno a partir de fotografas tomadas desde una aeronave, aprender las
tcnicas y soluciones que nos entregan dichas fotografas y como estas nos
ayudan enormemente a desarrollar proyectos de ingeniera de gran envergadura,
como son la proyeccin de caminos, vas frreas y aeropuertos, entre otros.
Adems de las aplicaciones a otras ramas de estudio como lo son la
geografa en que se utilizan para las representaciones cartogrficas, catastros
forestales, agrcolas, urbanos, etc., as como otras ramas de las ingenieras
civiles. Estos temas sern tratados en forma cronolgica, o sea se dar a conocer
toda la evolucin que ha tenido esta ciencia, comenzando desde el desarrollo de
la cartografa hasta el uso de satlites artificiales.
Se puede agregar, adems, que la Aerofotogrametra no excluye ningn
detalle del terreno, en comparacin con un levantamiento topogrfico
convencional, ya que al realizar este, el topgrafo solamente extrae los detalles
necesarios para desarrollar el proyecto de ingeniera determinado a realizarse en
dicho sector. De esta manera la fotogrametra y la topografa son la amalgama
perfecta para realizar un completo estudio de un terreno.
Las fotografas areas estn destinadas a proporcionar, de una manera
sencilla, informacin sobre la superficie topogrfica. Esta informacin, recogida
gracias al registro sobre una emulsin sensible(pelcula), por medio de una
cmara fotogrfica que capta las radiaciones emitidas por dichos objetos, sirven
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de base para un examen que permite obtener ciertos datos, especialmente los
relativos a su disposicin en el espacio, gracias a la observacin estereoscpica.
Pero la transmisin de esta informacin se hace a travs de ciertos pasos
intermedios, que influyen sobre el resultado final como: iluminacin del objeto,
radiaciones emitidas por algunos de sus puntos, marcha del rayo a travs de la
atmsfera hasta la cmara fotogrfica, caractersticas de la cmara fotogrfica,
superficie sensible, su tratamiento, tirada de una copia positiva, instrumento de
examen y el observador con sus caractersticas fisiolgicas y sicolgicas.
Adems, se delinear la evolucin la Cartografa a travs del tiempo,
ciencia que se encarga de la realizacin de cartas y mapas, tanto terrestres como
martimos; y de cmo la Aerofotogrametra facilita el estudio de la superficie de la
tierra.
Por ultimo dar a conocer las ltimas tecnologas que se estn utilizando
para desarrollar planos y mapas con ayuda del SIG, el GPS y la Fotogrametra
digital.
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CAPITULO I: LA CARTOGRAFA Y EL MAPA
1. El mapa
1.1. Qu es un mapa?
1.2. Tipos de mapas
1.3. Qu es la cartografa?
1.4. Cartografa y Geografa
1.1. Qu es un mapa?
Definiciones de mapa:
Es una representacin a escala, de la Tierra o parte de ella en una superficie
plana, mediante la utilizacin de sistemas de proyeccin cartogrfica. Los mapas
fundamentales, que sirven de base para la confeccin de los restantes, son los
topogrficos a gran escala (1:25000 o 1: 50000), que constituyen la cobertura
cartogrfica de la mayora de los pases civilizados.
El mapa es un medio de comunicacin, abstraccin de la realidad que se utiliza
para almacenar, analizar y comunicar informacin sobre la localizacin, atributos
e intervenciones de los fenmenos fsicos y sociales que se distribuyen sobre la
superficie terrestre.
Escala: Lnea recta dividida en partes iguales que representan metros,
kilmetros, leguas, etc., y sirve de medida para dibujar
proporcionadamente en un mapa o plano las distancias y dimensiones de
un terreno, edificio, mquina u otro objeto, y para averiguar sobre el plano
las medidas reales de lo dibujado.
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Sistemas de Proyeccin: Esta tcnica se basa en el concepto de proyeccin de
un punto sobre un plano, para reducir as, sus tres dimensiones del espacio a las
dos dimensiones correspondiente en un plano. Los sistemas de representacin
han de cumplir el principio de reversibilidad, es decir, que utilizando un sistema
de representacin podamos representar un cuerpo del espacio sobre el plano, y
partiendo de dicha representacin lo podamos reconstruir en el espacio.
Del concepto de proyeccin desde un punto sobre el plano, se derivan los
tres tipos de proyecciones. Si el punto desde el que se proyectan los elementos
del espacio sobre el plano es propio entonces, el tipo de proyeccin es cnica,
pero si no comienzan de un punto en comn ser cilndrica. La proyeccin
cilndrica puede ser ortogonal u oblcua dependiendo si el rayo proyectante sea
perpendicular u oblcuo al plano de proyeccin.
Figura 1
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En el Sistema Didrico se proyectan los elementos del espacio, utilizando la
proyeccin cilndrica ortogonal, sobre dos planos que se cortan
perpendicularmente formando un didro rectngulo (Fig. 2).
Para que las proyecciones de los elementos del espacio queden
representadas sobre un nico plano de proyeccin, que coincida con el plano del
dibujo, se abate el plano Horizontal hasta hacerlo coincidir con el Vertical (Fig. 3).
De esta manera, tendremos representado el espacio tridimensional sobre un
nico plano.
Figura 2 Figura 3
1.2. Tipos de mapas
Mapas topogrficos, se usan para mostrar la localizacin de la topografa e
hidrologa, incluyen asentamientos, limites administrativos, red de comunicaciones
y otros elementos culturales, representa a escala el terreno.
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Mapas temticos, representan informacin sobre cualquier terreno, distinguimos
entre ellos a los mapas fsicos como los mapas de relieve, litolgicos, del suelo,
de vegetacin y climticos.
1.3. Qu es la cartografa?
Es el arte y ciencia de confeccionar mapas, en un principio la cartografa realizaba
el estudio de los mapas y no la confeccin, actualmente se realizan las dos.
Segn Robinson et al 1987 (1) La Cartografa es el conjunto de estudios y
operaciones cientficas, artsticas y tcnicas que intervienen a partir de los
resultados de observaciones directas o de la explotacin de una documentacin
con el fin de elaborar mapas, planos y otros modos de expresin as como su
utilizacin. Incluida en Robinson, A.H. et al., 1987.
La tarea del cartgrafo es la recopilacin de informacin, seleccin, anlisis y la
elaboracin final del mapa.
1.4. Cartografa y geografa
La relacin entre la cartografa y la geografa es: el mapa que constituye una
fuente de informacin y de comunicacin, la cartografa se convierte en un
elemento de anlisis. La cartografa es el medio de comunicacin que tiene la
geografa de expresarse.
(1) Elementos de cartografa. Captulo 2 pginas 20-36, Robinson et al 1987
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2. EVOLUCIN HISTRICA
2.1. Precursores
2.2. Desarrollo en Oriente
2.3. Antigedad clsica
2.4. Edad Media
2.5. El renacimiento
2.6. Cartografa moderna S. XVIII
2.7. S. XIX
2.8. S. XX
La historia de la Cartografa es un reflejo de la actividad cultural de una
sociedad, los documentos cartogrficos representan el mundo en cada poca
histrica.
La Cartografa crece de manera desigual a travs de la historia, a la par
con la evolucin de las distintas civilizaciones que han prosperado en nuestro
planeta. As los avances cartogrficos conseguidos por la Civilizacin Griega
llegaron a niveles de perfeccin que no volvieron a ser igualados hasta el siglo XV
durante el Renacimiento, despus durante la Revolucin Industrial tuvo un
desarrollo mayor hasta llegar ahora al uso de GPS y Satlites artificiales para la
ubicacin de cualquier punto del planeta. De esta manera, los avances en la
Cartografa estn ligados al progreso cientfico y al desarrollo de instrumentos a
travs de la historia como el Gnomon (Instrumento utilizado para calcular la
altura del sol sobre el horizonte), la Brjula (Instrumento que determina el Norte
Magntico), el Podmetro (que mide distancias y pasos), el Sextante, Telescopio
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En Asia Oriental, aparecen mapas del ao 1.700 A C. Existen mediciones del
territorio en China, que eran contemporneos a la de los J nicos. Las
aportaciones de la Cartografa China es que conocan el sistema rectangular de
rejilla, como una cuadrilla, que fue introducida por el astrnomo Chang Heng en
el siglo II A.C. En el siglo III A.C, Phei Hsiu (271-224 A.C.) considerado el padre
de la cartografa china, prepar un manual de los principios de la cartografa tales
como escala, rejillas, distancia, direccin y elevacin. Los chinos conocan los
principios de la geometra y los instrumentos de medicin como el Gnomon y la
Brjula. (3)
2.3. Antigedad clsica
En la Civilizacin Griega, fueron los sabios cosmgrafos, astrnomos y
matemticos los que establecieron las primeras directrices para la representacin
cientfica de la superficie terrestre. Destacan Anaximandro y Hecateo, que
enlazan con las tradiciones babilnicas, pero, sobre todo, la figura de Eratstenes,
quien dividi la Tierra en meridianos y paralelos aunque nicamente trazados
sobre lugares bien conocidos y a intervalos irregulares. Se cree que el primer
mapa que representaba el mundo conocido fue realizado en el siglo VI a.C. por el
filsofo griego Anaximandro, tena forma circular y mostraba el mundo conocido
agrupado en torno al Mar Egeo y rodeado por el ocano
(3) http://members.tripod.com/MGRassociates/Carto1.htm
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Aporte de los griegos a la Cartografa (4):
Incremento de los conocimientos geogrficos del mundo conocido, viajes de
Alejandro Magno a Oriente y de Pitheas Masaliota al norte de Europa.
La obra de Claudio Ptolomeo escrita en el siglo II, A.C, llamada Geographia
son ocho libros con mapas con instrucciones para hacer proyecciones
cartogrficas, da sugerencias para dividir el mapa del mundo en mapas
sectoriales, recoge 8.000 lugares con sus coordenadas geogrficas, el atlas
contiene 26 mapas parciales y un mapamundi, en estas proyecciones va a
aparecer el mundo dividido en zonas. El mapa de Ptolomeo representa la
tierra entre dos meridianos que se extiende desde las islas Canarias a China,
el mar Mediterrneo tiene una longitud exagerada, llega a las islas britnicas
aparecen Asia y frica unidas y el Ocano Indico como un mar cerrado.
Durante la poca Romana, el aporte a la Cartografa no es tan importante, ya que
los romanos no eran astrnomos, ni matemticos, no utilizaban proyecciones ni
coordenadas, esta civilizacin era ms prctica y utilizaba los mapas con fines
militares. Una de las obras ms caractersticas es Tabula Peutingeriana del siglo
IV, no se trata de un mapa sino de un cartograma (esquema) representativo del
mundo romano, es alargado de 6,5 m. de largo y 30 cm. de ancho. Se anotan las
distancias de un lugar a otro, Roma se encuentra en medio y de ella salen
diferentes rutas y puertos militares.
(4) http://www.mgar.net/var/cartgrie.htm
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2.4. Edad Media
Durante la Edad Media, la Cultura Islmica acta como transmisora de las ideas
griegas, pero en el mundo de Occidente (Europa Feudal) estaba en una edad
oscura, debido a la lucha de la Iglesia Catlica contra el paganismo, as el legado
greco-romano queda en el olvido, dejando la ciencia cartogrfica escondida, pero
en etapa final de la Edad Media (siglo X-XV), se produce la consolidacin de la
cristiandad, crecimiento de las ciudades y descubrimiento de trabajos
cartogrficos de autores islmicos.
Aportes de la cultura islmica:
Los rabes tenan un gran inters por la astronoma, eran matemticos y
astrnomos, se trataba de un pueblo viajero que mantena contactos con otras
culturas y territorios.
Destaca el cartgrafo Al-Idrisi, quien trabaj en la corte del rey normando Roger II
en Sicilia, este le encomend la labor de elaborar mapas de todos los lugares
conocidos. La obra consta de 70 hojas, tard 15 aos Al-Idrisi en confeccionarlo,
la obra se llama Tabula Rogeriana en honor a quien orden su confeccin, va
acompaada de un mapamundi circular, en el cual se realiza proyecciones
rectangulares y se dividen los territorios por climas, una caracterstica comn es
que el mapa esta orientado al Sur. El autor corrige errores de Ptolomeo; frica y
China aparecen separadas, el Mar Caspio y el Mar de Aral aparecen por primera
vez en los mapas.
En el mundo occidental: la cartografa simblica cristiana. Aparecen mapas
climticos divididos por zonas, estos mapas estn dentro de libros religiosos y
pasa de ser circular a ser oval.
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Destacan dos obras:
-El mapa de Ebstorf (1235), es un retablo de 30 hojas de pergamino de 3,6m. x
3,6m. se conservaba en un monasterio y fue destruido por la Segunda Guerra
Mundial y reconstruido a partir de los datos. El mapa era circular con J erusaln en
el centro, el mapa est representado sobre la figura de J ess crucificado la
cabeza la tiene orientada hacia el este y los pies hacia el oeste.
-El mapa de Hereford (1300), es un retablo, parecido al mapa de Ebstorf, con
J erusaln en el centro, aparece representado el juicio final con Cristo en medio en
la parte de arriba. (Fig. 4)
Figura 4
La cartografa medieval en el siglo XIV, aparecen los mapas portolanos que son
cartas marinas con finalidad comercial, ah se indican las lneas de costa del Mar
Mediterrneo y sus puertos, pero no hay mayor informacin de las tierras al
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interior de los continentes, surgen debido a la gran actividad comercial martima
de la poca. La primera carta marina que se conserva es la Pisana del ao 1300,
es annima, al parecer los genoveses serian los precursores de estos
documentos. La carta Pisana representa el Mar Mediterrneo y el Mar Negro, la
costa de Gibraltar es imprecisa, no aparecen coordenadas ni proyecciones, hay
dos crculos que cubren la cuenca oriental y la occidental, aparecen puntos
cardinales y las direcciones de los vientos.
2.5 El Renacimiento
Acontecimientos que influyen en la Cartografa de la poca:
Invencin de la imprenta 1450 por J ohannes Gutemberg,
Ocurren dos acontecimientos martimos, se da la vuelta al continente
africano y se conquista un nuevo continente llamado Amrica.
Descubren la obra de Claudio Ptolomeo de Alejandra (siglo XV), cuandolos turcos huyendo de su pas llegan a Italia y traen consigo todos sus
tesoros, entre ellos la obra de Claudio Ptolomeo llamada Geographia.
Principales obras cartogrficas del Renacimiento:
-El globo de Beheim en 1492, esfera de medio metro de dimetro, de madera
cubierto de piel de vaca donde se dibuja el mapa, representa el viejo continente
muy alargado, el entorno completo de frica, aun no aparece Amrica, el
meridiano tiene 80 y aparece la Antrtida, est pintado en colores, azul el mar,
marrn la tierra, verde los bosques.
-El mapa de J uan de la Cosa en 1500, es el primer mapa conocido donde aparece
representado el Nuevo Mundo, hay dos estilos de representacin distintos, el viejo
mundo con costas plidas con nombres perpendiculares a la lnea de costa y a la
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izquierda aparece la fachada oriental de Amrica con colores muy vivos y una
escala superior a la del resto del mapa.
En esta poca encontramos distintas escuelas, portuguesa, italiana, francesa etc.
destaca la escuela holandesa, se caracteriza por su cartografa armnica,
ordenada con una representacin muy clara y buena, se ha llamado tambin la
cartografa de los sabios, empiezan a realizar atlas y los mapas aparecen
orientados con el norte hacia arriba.
Autores ms importantes:
- Gerardus Mercator (1512-1594), es el primero en sustituir la letra gtica por la
itlica, esto implica una claridad en el mapa, en sus representaciones reduce la
longitud del mediterrneo, introduce la Proyeccin Mercator en sus mapas, la cual
es la favorita de los marinos ya que las direcciones o rumbos magnticos pueden
trazarse en lnea recta sobre el papel. En la Proyeccin Mercator los meridianos y
paralelos se cortan en ngulos rectos. Los meridianos estn a igual distancia, los
paralelos se alejan hacia los polos, las tierras rticas aparecen exageradas.
Corresponde a una proyeccin cilndrica.
- Abraham Ortelius (1527-1598), destaca con su atlas llamado Theatrum Orbis
Terrarrum, primer atlas moderno de 53 mapas que representan todo el mundo
conocido.
2.6. Cartografa moderna XVIII
La cartografa adquiere un aspecto cientfico as de ahora por delante ser un fiel
reflejo de la superficie terrestre.
Los aspectos que van a condicionar el mundo de la cartografa son:
-La perfeccin de la brjula,
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-El invento del odmetro, conocido tambin como podmetro, que mide las
distancias.
-El invento del reloj de Pndulo.
-El teodolito, se utilizaba a finales del siglo XVII, mide ngulos horizontales y
verticales, que es la base de la cartografa.
-Avances matemticos, en trigonometra, en logaritmos y sobretodo en
triangulacin.
-Levantamientos topogrficos, el hombre va a poder medir el territorio.
Destacan los siguientes autores:
-El Italiano Giovanni Domenico Cassini (1625-1712) por orden del Rey Luis XIV
de Francia monta la Academia Royal (1689), un servicio topogrfico encargado
de realizar un Mapa Topogrfico de Francia. Lo primero que hicieron fue una serie
de mediciones para determinar la longitud, y saber lo que mide un grado de
latitud, la longitud es mayor en latitudes altas que en bajas, los trabajos que
impulsa la academia son expediciones para hallar la longitud de un grado de
latitud para conocer el radio polar y el ecuatorial. Toda esta labor la finaliza el hijo
de Cassini, llamado Giacomo, apodado Casinni II en 1793, con la publicacin del
libro Carte Geometrique de la France, escala 1/86.400, de 182 hojas y 12x 12 m.
Caractersticas de este mapa:
a) El territorio est triangulado y medido.
b) La altimetra fue uno de los problemas peor resueltos, representa la
altitud del territorio al menos en dos o tres niveles, mediante el sistema de
hanchures, que consiste en un sombreado del mapa y el proceso de su
mejora se realiz en dos frentes: 1) su medida, donde contribuy el
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desarrollo del barmetro realizado por Torricelli, y 2) su representacin,
que pas de las hanchures a las curvas de nivel.
-Edmund Halley (1656-1743), precursor de la cartografa moderna, era un
astrnomo del observatorio de Greenwich, en 1686 publico el primer mapa
metereolgico del mundo.
2.7. Siglo XIX
Hechos histricos que influye en el desarrollo de la Cartografa:
-La revolucin industrial y el desarrollo del ferrocarril.
-Se realizan levantamientos topogrficos para tazar las lneas ferroviarias.
-Aparecen los servicios geogrficos nacionales en todos los pases
industrializados con el fin de hacer los mapas topogrficos detallados de todo el
territorio nacional.
-Se utilizan las curvas de nivel para representar el relieve.
-Al ser la poca de colonizacin crece el inters por cartografiar los nuevos
territorios.
-Uso de la litografa, as los mapas se imprimen a color, adems se perfecciona la
imprenta con lo cual aumenta la produccin y se abarata el costo de produccin
de los mapas, lo que origina una mayor demanda de ellos.
-Se generaliza el uso del mapa como material didctico, mapas estadsticos,
catastrales, cartas hidrogrficas.
-Aparece los atlas nacionales como un gran volumen que contiene todos los datos
de una nacin, climas, relieve, economa etc.
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2.8. Siglo XX
En la primera mitad de siglo: aparece la teledeteccin area, es la poca en la
que aumenta la demanda social de mapas, debido entre otras razones: al turismo,
inters didctico de las personas, y un inters de conservar y cuidar el territorio.
En la segunda mitad de siglo: aparece la teledeteccin espacial, se crean
adelantos tecnolgicos en el tratamiento de la informacin, esto hace que se
hable de una nueva cartografa: La Cartografa Digital.
3. FORMA Y DIMENSIONES DE LA TIERRA
La Tierra es una esfera achatada por los polos, Newton enunci: La forma
en equilibrio que adoptara una masa fluida homognea sometidas por las leyes
de la gravitacin universal y girando alrededor de un eje la forma que adquiere es
un elipsoide de revolucin. Elipsoide: forma que adquiere una elipse cuando gira.
La superficie de la Tierra tiene irregularidades: montaas, valles, fondos
marinos... as la superficie que pisamos es la topogrfica, y sta presenta
irregularidades mayores que la elipsoide, por lo tanto la hiptesis de Newton no es
completamente cierta ya que la Tierra no se convierte en un elipsoide perfecto,
sino que toma una forma nica; que se denomina geoide.
3.1.-Geoide
Superficie equipotencial (de la misma gravedad) terica, entendiendo como valor
de la gravedad constante 9,8 m/s 2; perpendicular a la direccin de la gravedad
encontramos la superficie del geoide.
Medidas gradimtricas, son las determinaciones del geoide. Los instrumentos
geogrficos se sitan respecto a la gravedad (perpendiculares a la superficie),
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cuando queremos representar estas medidas en una superficie plana, buscamos
una superficie geomtrica, regular, que ms se acerque al geoide (un elipsoide).
El elipsoide de revolucin sera la figura de la Tierra si tuviera una superficie
plana, llana y su composicin interna fuera homognea. El tamao y la forma se
determinan por los semiejes, en una elipse tenemos el semieje a (ms grande), y
el semieje b. (Figura 5)
Figura 5
Con esto se define el ndice de achatamiento o elipticidad: f = (a-b)/a Nos indica
como de achatada es una elipse, por ejemplo: si f =0,5 es muy achatada. El ndice
de elipticidad ms prximo a la Tierra es 1/300.
El geoide suele quedar por encima del elipsoide en zonas continentales y por
debajo en zonas ocenicas.
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3.2.- Coordenadas Geogrficas.
El sistema de coordenadas nos permite localizar un punto en el espacio.
Cuando hablamos de coordenadas planas o de mapa nos referimos al sistema
cartesiano, coordenadas XY, as, todo mapa lleva un sistema de referencia
arbitrario XY relacionado con la proyeccin utilizada, el origen es arbitrario, en los
mapas tiende a situarse en la parte inferior a la izquierda, utilizando valores
positivos.
Los meridianos van de eje a eje de rotacin, y junto a los paralelos
constituyen las coordenadas geogrficas, siempre se cortan entre s en ngulo
recto, el plano perpendicular al eje de rotacin que pasa por el centro de la esfera
es el plano del Ecuador, la circunferencia de ese plano es la Circunferencia
Ecuatorial.
El circulo mximo, es la circunferencia o arco que forma la interseccin de un
plano que pasa por el centro de la Tierra con la superficie esfrica, es la distancia
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ms corta entre dos puntos en la esfera, el Ecuador y los meridianos son puntos
mximos.
3.2.1. Paralelos y latitudes.
Los paralelos son lneas imaginarias que unen puntos de igual latitud, son
circunferencias paralelas al Ecuador cuyos puntos equidistan de los polos, su
separacin es constante y son paralelos entre s, en la esfera se consideran 90
paralelos en cada hemisferio con 1 de latitud, el paralelo 90 corresponde con el
eje de rotacin y es nulo. La latitud del paralelo disminuye a medida que
avanzamos de longitud, los paralelos cortan a los meridianos en ngulo recto
excepto en los polos que es tangente, se extienden de Este a Oeste.
Hay cuatro paralelos principales:
-Trpico de Cncer 23 26 37 N.
-Trpico de Capricornio 23 26 37 S.
-Circulo Polar rtico 66 33 23 N.
-Circulo Polar Antrtico 66 33 23 S.
Los Paralelos o lneas de latitud son paralelos al Ecuador. Su longitud va siendo
menor a medida que se alejan del mismo, hasta convertirse en un punto en los
polos. Los paralelos estn numerados de 0, en el Ecuador, a 90, en los polos.
El valor medio de 1 de latitud es de 111,13 Km.
3.2.2. Meridianos y longitud.
Los meridianos, son semielipses que cortan a la Tierra por su eje, cuyos extremos
coinciden con los polos norte y sur de la esfera y por lo tanto tienen 180 de
longitud, se extienden de N. a S., siempre cortan a los paralelos formando ngulo
recto. Se pueden trazar infinitos meridianos pero en realidad se consideran 360
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uno por grado, la distancia entre meridianos es mxima en el Ecuador y mnima
en los polos.
La longitud de un punto es el arco del paralelo medido en grados entre el lugar
considerado y el meridiano tomado como referencia o meridiano 0, que es el
Meridiano de Greenwich. El valor medio de 1 de longitud es de 111,32 Km.
Entonces las coordenadas geogrficas se expresan de la siguiente forma: primero
se expresa la latitud N.-S., segundo la longitud E.-W. (latitud, longitud) = (x, y).
La determinacin de la longitud depende de las mediciones del tiempo:
360=24 horas
15=1 hora
15=1 minuto
15=1 segundo
As, la Tierra est dividida en 24 husos horarios de 15 cada uno.
3.2.3. Posiciones y direcciones.
Generalmente se adopta la direccin de referencia el norte, a partir de ah
sabemos si nos encontramos en el sur, este, oeste, sudeste, sudoeste, noreste o
noroeste.
Distinguimos tres tipos de norte, el norte geogrfico o verdadero , que es el punto
de interseccin entre el eje de rotacin de la Tierra y su superficie. El norte
magntico, que es el que seala la brjula. A esta diferencia se le llama
declinacin magntica y su valor depende de dnde estemos situados. Los
buenos mapas indican cul es el valor de la declinacin magntica en el centro de
la hoja, y cul es su variacin anual. El tercer norte es el que indica nos indica el
mapa o plano.
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3.2.4. Rosa de los vientos.
Acimut, rumbo, orientacin, direccin y curso, el significado de todas estas
palabras es: el ngulo horizontal que se establece entre una direccin principal
Norte y Sur, y la lnea la cual est indicando la direccin. La unidad de medida
son los grados y siempre es mide en el sentido de las agujas del reloj.
-Acimut , designa la direccin del punto mximo de un punto, esta direccin es el
ngulo que el arco del circulo mximo establece con el meridiano de dicho punto,
se expresa en grados y se mide en el sentido de las agujas del reloj, normalmente
a partir del norte geogrfico, se habla de acimut geodsico si se mide a partir del
sur.
-Rumbo, direccin de un punto a otro, se expresan los ngulos por cuadrante de
0 a 90, se parte de la lnea N.-S. que viene dada por el norte magntico.
4. LA ESCALA
4.1. La escala.
La definimos como la proporcin o razn de semejanza entre la distancia en el
mapa y la distancia correspondiente sobre la Tierra, es el dato ms importante del
mapa. Hay que tener en cuenta al dibujar el territorio en el mapa, que la superficie
de la Tierra es irregular, que tiene relieve.
Escala = Distancia en el mapa/Distancia en la Tierra = 1/E.
por ejemplo: 1:250.000 significa que 1cm. en el mapa representa 250.000 cm. En
la realidad.
Cuanto mayor sea el denominador, ms pequea es la escala (la hoja es ms
pequea), cuanto ms pequeo es el denominador la escala es ms grande.
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-Escalas pequeas son menores de 1:100.000.
-Escalas medianas comprendidas entre 1:100.000 y 1:10.000.
-Escalas grandes mayores de 1:5.000 (planos)
4.2. Expresin de la escala grfica
La escala grfica es una lnea en la que se representa la proporcin entre el
documento y la realidad. Todos los mapas traen una escala grfica que indica la
equivalencia en el terreno de las longitudes graficadas en ellas. As, para conocer
la distancia en el terreno entre dos puntos que aparezcan en el mapa basta medir
dicha distancia entre dos puntos con una regla y aplicar esa medida a la escala
grfica, la que nos dar directamente la longitud que los separa en el terreno.
Procedimientos para cambiar de escala:
-Xerogrfico, ampliar mediante la fotocopiadora.
-Sistema geomtrico, manual se realiza mediante cuadrilteros otringulos semejantes.
-Fotogrfico.
-Mecnico, por medio del pantgrafo que consiste en un paralelogramo
articulado con brazos desiguales donde vamos a colocar un lpiz en cada
lado.
- El Pantgrafo, se trata de un paralelogramo articulado que sirve para
dibujar una figura proporcional a otra dada, que funciona de la siguiente
manera: con un extremo del paralelogramo se sigue el contorno de la
figura, as el otro extremo del paralelogramo provisto de un lpiz dibujara
una figura proporcional a la original.
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-Proyeccin ptica y la cmara clara, se basan en el uso de lentes y
sistema de iluminacin, el mapa se proyecta sobre otra superficie y se
amplia dependiendo de la distancia entre las lentes, el objeto vara la
escala.
5. SISTEMA DE PROYECCIONES
La superficie entre dos meridianos y paralelos se cruzan en ngulo recto, la
distancia entre dos meridianos y dos paralelos en la esfera, no es siempre la
misma.
Al pasar de la esfera al plano surgen deformaciones, para que esto no
ocurra se utiliza un sistema de proyecciones. Sistema de proyecciones es un
proceso o sistema, cuyo fin es transferir los detalles de la superficie curva de la
esfera a la superficie plana de un mapa.
As entonces, un sistema de proyecciones es cualquier disposicin sistemtica de
meridianos y paralelos utilizada como base para trazar un mapa sobre una
superficie plana, que utiliza el Sistema Cartesiano, de manera que en un mapa
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situamos un punto (x,y) como funcin de otro punto situado en la superficie
terrestre (long,lat).
5.1. Superficies de proyeccin
Las superficies de proyeccin son plano, cilindro, el cono. Se pueden situar sobre
la esfera de manera:
Acimutal: un plano tangente a un punto de la esfera (centro de proyeccin) en
ese punto se mantiene la escala igual a la del globo. Tambin podemos tener
un plano secante a la esfera, que genera un circulo (lnea central de
proyeccin) donde la escala se mantiene constante.
Cilndrica: cono tangente a la esfera a lo largo de un circulo mximo (lnea
central de proyeccin), un cilindro secante a la esfera, el cilindro y la esfera se
tocan en dos cilindros menores y tendremos dos lneas de proyeccin.
Cnicas, tangente a la esfera y cono secante
Si tenemos un cono, cilindro o plano cuyo eje de proyeccin coincide con el eje de
rotacin hablamos de aspecto normal . Hablamos de proyeccin transversal
cuando la superficie de proyeccin est colocada en el plano del ecuador y
hablamos de proyecciones oblicuas cuando podemos trazar un plano, cilindro o
cono y lo ubicamos donde queramos.
Una de las proyecciones mas utilizadas es l a Proyeccin de Mercator (Figura 6),
desarrollada por el gegrafo flamenco Gerardus Mercator (1512-1594) , la cual es
una proyeccin cilndrica, en la cual un mapa de proyeccin Mercator es muy
exacto en las regiones ecuatoriales, pero se distorsiona bastante en las reas de
las latitudes altas. Sin embargo, las direcciones se representan con gran fidelidad
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y esto tiene especial importancia para la navegacin (con este fin concibi
Mercator su mapamundi en 1569). Toda lnea que corte dos o ms meridianos
con el mismo ngulo se representa en el mapa de Mercator como una lnea recta.
Una lnea con estas caractersticas, que se denomina lnea de rumbo, representa
la trayectoria de un barco o avin con rumbo magntico constante. Al utilizar un
mapa Mercator, el navegante puede trazar una ruta o derrotero dibujando
simplemente una lnea entre dos puntos y leer la direccin de los puntos
cardinales en el mapa.
Figura 6
La proyeccin de Mercator permite introducir otra variante muy utilizada en
cartografa: la proyeccin UTM ( Universal Transversa de Mercator ), una
proyeccin cilndrica transversal secante. Se basa en la proyeccin Mercator, en
la que el cilindro es tangente a un meridiano; pero su "universalidad" se consigue
empleando distintos cilindros tangentes a varios meridianos, separados entre s
6. En cada proyeccin, slo el meridiano de origen y el Ecuador aparecen como
lneas rectas. Las distancias son exactas solo a lo largo del meridiano central, si el
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factor de escala es 1. Es muy til para representar grandes zonas territoriales y
que se extienden en la direccin Norte-Sur, tal como el caso de Chile. Las
regiones que se encuentran por encima de los 80 de latitud no se suelen
representar en la proyeccin UTM.
6. MAPA TOPOGRFICO
6.1. Conceptos
Altura, es el desnivel que tiene un objeto respecto a la superficie que le rodea.
Altitud, es el desnivel que tiene un objeto desde su parte ms alta hasta un
punto de referencia general.
Curvas de nivel, se denominan a las lneas que marcadas sobre el terreno
desarrollan una trayectoria que es horizontal. Por lo tanto podemos definir que
una lnea de nivel representa la interseccin de una superficie de nivel con el
terreno. En un plano las curvas de nivel se dibujan para representar intervalos
de altura que son equidistantes sobre un plano de referencia.
Toda curva de nivel:
-Ha de ser cerrada.
-No se pueden cortar entre ellas.
-Las curvas de nivel pueden ser tangentes, pueden tocarse, en este casosera por que nos encontramos ante un relieve vertical.
- El nmero de extremos libres de una curva de nivel en un recuadro ha
de ser par.
- Una curva de nivel no puede dividirse en dos.
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6.2. Representacin de las curvas de nivel
El relieve de la superficie terrestre se suele representar mtricamente sobre
un plano a travs de las curvas de nivel, que son isolneas (que unen puntos
situados a la misma altitud), que se trazan generalmente con un intervalo
determinado y equidistante para todo el terreno a cartografiar. Una de cada cuatro
o cinco curvas se dibuja con un mayor grosor y se rotula su altitud
correspondiente; son las llamadas Curvas Maestras y, entre ellas, se describen
las curvas de nivel intermedias. Actualmente, las curvas se trazan a partir de las
fotografas areas, consiguiendo una precisin mucho mayor que cuando tenan
que delinearse en el campo con la ayuda del Teodolito y una red de cotas.
6.3. Tipos de relieve
Cuando las curvas de nivel estn muy juntas se trata de un relieve vertical
cuya pendiente es muy fuerte, como una colina o montaa puntiaguda, si las
curvas de nivel se encuentran separadas se trata de un terreno o zona plana.
6.4. Perfil topogrfico
El perfil topogrfico es una representacin de tipo lineal, que permite
establecer las diferencias de altitud de un terreno, que se presentan a lo largo de
un recorrido, se les clasifica como longitudinal y transversal.
Un perfil longitudinal es aquel en el cual se toma la misma direccin
durante todo el recorrido sin cambiar el rumbo, es de mayor extensin que el
transversal.
Un perfil transversal es perpendicular al perfil longitudinal, y se toman a
intervalos regulares, estos perfiles combinados con el perfil longitudinal nos
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proporciona una visin tridimensional ms completa del rea que aparece en el
Mapa Topogrfico.
Una de las aplicaciones ms importantes de los perfiles topogrficos, es en
la construccin de obras de gran longitud y poca anchura, por ejemplo caminos y
carreteras, alcantarillados y oleoductos.
6.5. Interpolacin
Cuando a una tabla de valores se le asocia una expresin matemtica
(funcin matemtica) que la represente, a esto se denomina Interpolacin . La
funcin obtenida debe representar de forma exacta los valores de la tabla, pero no
proporciona ms que una estimacin de los valores que no aparezcan en la tabla.
En Cartografa sirve para averiguar la altitud de un punto entre dos curvas de
nivel, con un punto conocido y otro no.
6.6. Pendiente
Es la diferencia de cotas, que existe entre dos puntos que pueden estar
en una recta, como en un plano o en las superficies terrestres.
En el Plano Cartesiano, la pendiente de una recta es el incremento que
experimenta la ordenada (y), cuando la abcisa (x) se incrementa en una unidad.
7. TELEDETECCIN
7.1 Introduccin
La Teledeteccin est basada en sus principios tecnolgicos sobre las
propiedades de las ondas electromagnticas definidas como la asociacin de dos
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campos perpendiculares: El Campo Elctrico y el Campo Magntico. Las ondas
electromagnticas siguen una trayectoria rectilnea y su velocidad es constante en
cada medio especfico. Al pasar de un medio a otro la nica caracterstica que
permanece constante es la frecuencia. La velocidad vara para cada longitud de
onda. La frecuencia y la longitud de onda se relacionan segn la siguiente
expresin matemtica:
LONGITUD DE ONDA = CXT = C f
Donde, C es la velocidad de la luz en el vaco, T el periodo y "f" la
frecuencia. La frecuencia es el nmero de vibraciones por unidad de tiempo y su
unidad es por tanto el ciclo por segundo o el Hz (Hertzio). La longitud de onda es
as una distancia y por lo tanto su unidad de medida es el metro. Cualquier cuerpo
con una temperatura superior a 0 Kelvin emite radiacin, las ondas
electromagnticas se distinguen por su longitud de onda. Como la luz es una
radiacin electromagntica que tiene unas longitudes de onda muy pequeas se
usan submltiplos del metro, como son el ngstrom () que es la
diezmilmillonsima de metro y el Micrmetro ( m) que es la millonsima de
metro.
As, la teledeteccin est interesada en analizar los espectros electromagnticos
producto de la interaccin de los rayos electromagnticos generados durante el
intercambio energtico entre la Tierra y el Sol (Figura 7). En esta relacin se
destacan por su uso, los siguientes espectros:
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a.- El dominio del visible, comprendido en el intervalo de onda del orden de 0.38
hasta 0.78 m. En este intervalo se capta el canal pancromtico utilizado en los
estudios urbanos.
b.- El dominio del infrarrojo cercano, comprendido en el intervalo de 0.78 hasta 3
m, de gran uso en los estudios relacionados con la determinacin de los
contenidos en agua.
c.- El dominio del infrarrojo medio, comprendido en el intervalo de 3 hasta 8 m,
toma como base de su emisin y reflexin la superficie terrestre. Este dominio es
destinado a los estudios de contenidos de humedad de la actividad clorofiliana.
d.- El dominio del infrarrojo trmico, comprendido en el intervalo de 8 hasta 15
m, toma como base la emisin exclusiva desde la superficie terrestre, destinado
en general a los estudios relacionados con la meteorologa.
Figura 7
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Estos cuatro dominios y otros del espectro magntico, delimitan el campo de la
teledeteccin pasiva, es decir aquellos sensores que poseen la propiedad de
captar los rayos electromagnticos emitidos y/o reflejados desde diferentes
fuentes . De la energa que llega del Sol a la Tierra, una parte se refleja, otra se
transmite y otra se absorbe.
Energa incidente = energa reflejada + energa absorbida + energa transmit ida
As, cada superficie tiene una energa espectral propia.
7.2. Los Sensores
Son instrumentos que captan los rayos electromagnticos reflejados por las
superficies observadas. Como por ejemplo:
-Sensores fotogrficos.
-Sensores no fotogrficos: radimetros, radares.
En general se pueden clasificar por los siguientes criterios:
-Por sensores activos o pasivos, un sensor pasivo es aquel que se limita
nicamente a captar el rayo electromagntico emitido por el objeto, como el ojo
humano. Un sensor activo enva una seal a la superficie del objeto para recibir
informacin de ella mediante una antena, como el radar.
-Hay sensores que trabajan segn la radiacin electromagntica que reciben, se
clasifican por intervalos segn su longitud de onda: de 0,4 a 2,5 m que ira del
espectro visible hasta el infrarrojo, el infrarrojo trmico 3-5 m a 8-14 m, el
microondas 0,1cm a100cm, el microondas tiene la propiedad de atravesar capas
de nubes, los radares trabajan con microondas.
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Tipos de Sensores:
Cmaras fotogrficas:
Las cmaras fotogrficas, son sensores diseados especialmente para captar la
energa luminosa de un objeto o un conjunto de ellos, ya sea energa emitida o
reflejada, desde plataformas terrestres o areas (aviones, globos, etc.), las que
se caracterizan por tener la capacidad de regular el tiempo de exposicin del
negativo (obturador), como la capacidad de regular la cantidad de luz entrante
(diafragma), las caractersticas varan segn el tipo de cmara y pelcula.
Radimetros:
Son instrumentos que registran radiacin solar y terrestre, generalmente los
radimetros que se suelen utilizar estn en los satlites artificiales, el satlite
artificial capta informacin y la convierte en una seal elctrica que llega a la tierra
en forma de imagen digital, nmeros que se convierten en intensidad de luz,
segn esto se originan sus diferentes colores, que aparecern en la imagen del
ordenador.
Los radimetros trabajan de manera secuencial, el satlite se pone en rbita y
rodea la Tierra y as va captando informacin de diferentes zonas llamadas cada
una: franja barrido.
Radimetro de barrido (escner), tiene un instrumento que se mueve de arriba a
bajo y va grabando, registrando una seal de energa en cada momento, la
energa se transforma en un dgito, con cada uno de ellos se forma una imagen
de manera que cada lnea de barrido va formando una imagen y lnea a lnea
obtiene la imagen del terreno.
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Cmara fotos
Radimetro imagen multiespectral
Radar:
Consta de un emisor, un receptor y una antena, el emisor emite una seal que
choca en la superficie observada y sta le devuelve una seal al sensor mediante
la antena y as registra esa seal.
El radar mide el tiempo y la intensidad de la seal, el tiempo se traduce en
distancia y sta nos da la informacin. Algunos radares nos dan imgenes y otros
no, un radar muy utilizado es el altmetro que sirve para medir la altura, una de las
ventajas del radar es que no depende de las fuentes de iluminacin externas, otra
ventaja es que trabaja en el intervalo de microondas que le permite atravesar las
nubes, humos, nieblas etc.
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CAPITULO II: FOTOGRAMETRA Y FOTOINTERPRETACION
1. DEFINICION
La Fotogrametra es el conjunto de mtodos y procedimientos mediante los
cuales se puede deducir de la fotografa de un objeto, la forma y dimensiones de
este; el Levantamiento Fotogramtrico es la aplicacin de la Fotogrametra a la
Topografa. La Fotogrametra no es una ciencia nueva, ya que los principios
matemticos con que se rige son estudiados desde hace ms de un siglo, sin
embargo sus aplicaciones topogrficas son mucho ms recientes, en cambio la
Fotointerpretacin es el examen de las imgenes fotogrficas con el propsito de
identificar objetos y juzgar su significado. As al trazar las curvas de nivel sobre un
terreno fotografiado se puede obtener la informacin topogrfica del sector
requerido. (Figura 8)
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Figura 8
Trazado de curvas de nivel sobre una transparencia (Fotointerpretacin).
Las aplicaciones de la fotogrametra, no son solo topogrficas, ya que es
una eficaz ayuda en Medicina Legal y Criminalstica, as como en Investigaciones
Policacas, adems en Escultura y Arquitectura se valen de ella para la
reproduccin y medida de cuerpos y objeto diversos. Gracias a sta se pudo
reconstruir muchos monumentos destruidos durante las guerras mundiales, entre
ellos la clebre Catedral de Reims en Francia.
Tambin se utiliza la fotogrametra en meteorologa, astronoma,
balstica, geologa, hidrulica, etc.
2. HISTORIA Y EVOLUCION DE LA FOTOGRAMETRIA
Fue un fsico escocs, Sir Charles Wheatstone (1802-1875), quin en J unio
de 1838 describi el fenmeno de la visin tridimensional y construy un aparato
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con el que se podan apreciar en relieve dibujos geomtricos: el Estereoscopio,
mediante el cual se introdujo el concepto de la doble imagen.
En 1839 se obtuvieron las primeras imgenes fotogrficas obtenidas por el
inventor francs de origen vasco, Louis J acques Mand Daguerre (1789-1851), e
inmediatamente se piensa en utilizar el descubrimiento para colaborar en la
elaboracin de un levantamiento topogrfico. As a partir del ao 1850, la
fotogrametra ha seguido ciclos de desarrollo que se pueden agrupar en las
siguientes etapas:
a) Fotogrametra Grfica (1850 a 1900)
b) Fotogrametra Analgica (1900 a 1960).
c) Fotogrametra Analtica (1960 hasta la actualidad) y
d) Fotogrametra Digital (1990 hasta la actualidad)
Pero antes del invento de la fotografa, J ean Henri Lambert, (1728, 1777)
matemtico, fsico y filsofo de origen francs, en 1759 sent las bases de la
fotometra y estableci los fundamentos para resolver el problema de la restitucin
perspectiva.
As, con las bases de la fotometra y el desarrollo de la fotografa, el
ingeniero militar francs Aim Laussedat (1819-1907) considerado como fundador
de la Fotogrametra, consigui obtener planos exactos de edificios y pequeas
extensiones de terreno a partir de la fotografa, y as anuncia con xito las
primeras mediciones de un objeto mediante fotografas, creando el primer mtodo
de restitucin. De esta manera se desarrollo la Fotogrametra Grfica.
El inconveniente ms grande que tena este sistema era a la identificacin de un
mismo punto en dos fotografas tomadas (puntos homlogos) desde distintos
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puntos de vista, adems que la restitucin de un punto implicaba una gran
cantidad de clculos,
Este mtodo estuvo vigente hasta el principio del siglo XX; cuando en 1901, Kart
Pulfrich mediante el empleo de la visin y medicin estereoscpica resolvi el
problema de identificacin de puntos homlogos creando el Estereocomparador
(Figura9), con el cual se permite la medicin de coordenadas y paralajes con una
alta precisin y marca uno de los hitos fundamentales de la Fotogrametra, as
comienza la Fotogrametra Analgica.
Figura 9
En el estereocomparador se procesaban fotogramas terrestres tomados
con los ejes de ambas cmaras paralelos entre s y perpendiculares a la base o,
con ejes paralelos entre s y con una cierta desviacin con respecto a la
perpendicular de la base. En estas situaciones, las coordenadas en el espacio de
un punto se obtenan a partir de frmulas sencillas. De ah en adelante, el dibujo
del mapa se haca de la misma manera que si esos puntos hubieran sido
obtenidos por procedimientos de la Topografa. Con una buena cantidad de
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puntos aislados, convenientemente elegidos y volcados sobre el papel, se
interpolaban las curvas de nivel y dems rasgos cartogrficos.
En 1909 se dio el paso definitivo para la consagracin de la fotogrametra
terrestre, gracias al teniente austriaco Von Orel al construir el Estreoautgrafo,
aparato de restitucin automtica que es utilizado para la construccin y dibujo
automtico de planos, slo en el caso de ejes pticos horizontales.
Luego con el desarrollo de la aviacin y el comienzo de la Primera Guerra
Mundial, ambos bandos estaban en la necesidad de obtener fotografas areas del
campamento contrario. Como en la fotogrametra area, la cmara est en
movimiento, para poder efectuar la restitucin, es preciso conocer el punto exacto
en que se impresion el fotograma, para solucionar este obstculo se tuvo que
aplicar el antiguo Teorema de Terrero-Hauck, el cual establece la orientacin
relativa de cada dos fotografas consecutivas por mtodo exclusivamente ptico y
mecnicos y obtener as, los puntos homlogos que determinan un objeto en el
espacio.
La tercera etapa, Fotogrametra Analtica, comienza con la introduccin del
clculo electrnico que signific un gran avance en el desarrollo de la
Fotogrametra. En 1953, Hellmut Schmid, desarrolla los principios de la
fotogrametra analtica moderna usando notaciones matriciales y utiliza soluciones
mnimo cuadrticas y un completo estudio de la propagacin de los errores. En
1957, Uki Helava inventa el estereoploter analtico.
El comienzo del cuarto perodo, Fotogrametra Digital, es muy difcil de ubicar. En
1955 Rosenberg ya habla de la automatizacin electrnica para la elaboracin de
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mapas. En 1965, Sharp describe el Digital Automatic Map Compilation que es
un sistema de compilacin digital automatizado de mapas desde imgenes
digitalizadas. Desde los aos 90 hasta la actualidad el progreso en la
fotogrametra digital es tan rpido y paralelo como los avances informticos.
La Fotogrametra no ha eliminado a la Topografa, por el contrario, ambos
son el complemento perfecto para realizar un estudio completo de un terreno en
particular.
Una gran cantidad de labores distintas surgieron para la Fotogrametra
durante los ltimos decenios. En primer plano figuran, en numerosos pases, los
levantamientos topogrficos del territorio. A esto se suman una gran variedad de
mapas especiales y fotoplanos para los fines de Proyectos de Ingeniera (Fig. 12),
de Economa, del Trfico, de la Ciencia y de la Administracin. Algunos ejemplos
de las anteriores son: La urbanizacin, el catastro, el parcelamiento moderno (Fig.11), el planeamiento de ciudades, pueblos y villas, la variedad de levantamientos
forestales y agrcolas, la geografa cientfica y aplicada con sus numerosas ramas
especiales y ciencias limtrofes, por ejemplo: la Geomorfologa, el Paisajismo, la
exploracin de montaas, glaciares y formaciones de hielo, el estudio de poblados
y la ecologa vegetal; tampoco debemos olvidar el reportaje areo. En la mayora
de los casos, se menciona aqu lo que nicamente la fotografa area es capaz de
suministrar: No solo copiar fielmente, hasta en sus detalles ms pequeos, el
estado actual de terrenos de extensin indeterminada, formas mezcladas y
fenmenos complejos grficamente apenas reproducibles, sino tambin lograr
exagerarlos mediante procedimientos auxiliares especiales, y, a menudo, repetir
an las fotografas peridicamente.
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Ante todo se debe disponer de cmaras fotogrficas que respondan
eficazmente a las diferentes tareas anteriormente mencionadas. Para las
fotografas desde gran altura, son precisas distancias focales grandes y mximas;
para fotografas de grandes extensiones se necesitan cortas distancias focales y
grandes ngulos de la imagen; todas las fajas exigen medios para asegurar el
perfecto recubrimiento.
Los mapas a grandes escalas, las fotografas en colores, las expediciones
cientficas, etc., son objeto de reflexiones particulares. Por ejemplo, las bajas
temperaturas que se encuentran a grandes alturas de vuelo, suelen traer consigo
toda clase de problemas.
Es, adems, necesario disponer de aviones apropiados ptimamente (Fig.
10) para las tareas caractersticas de un vuelo fotogrfico, y de medios auxiliares
para montar las cmaras segn el fin al que se las destine. Es importante resolver
los problemas que trae consigo un vuelo fotogrfico, como son: El campo visual
limitado, los difciles accesos a ciertos emplazamientos, la inestabilidad del
instrumento, la inestabilidad del avin, etc.
Figura 10
Implementacin del avin para
el desempeo de una faena
aerofotogramtrica.
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La navegacin del vuelo fotogrfico ofrece, ante todo, la posibilidad de
fotografiar grandes extensiones sin lagunas ni dificultades especiales, para cuya
superacin hay que contar con medios auxiliares y procedimientos aptos. Muy a
menudo los breves plazos impuestos y la situacin meteorolgica, que
proporciona a veces solo pocos das de vuelo durante meses enteros, obligan al
aprovechamiento mximo de cada vuelo fotogrfico. As tambin, como en toda
tarea, existe la necesidad de trabajar al menor costo econmico.
Aqu mostramos algunos ejemplos de fotos areas:
Figura 11
Fotografa area
aplicada a un
parcelamiento de
terreno.
Figura 12
Fotografa area aplicadaa la supervisin e
inspeccin de obras de
ingeniera.
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3.- CLASIFICACIN DE LA FOTOGRAMETRA
La fotogrametra segn el tipo de sensor utilizado y el fin que se da a sta
se puede clasificar en los siguientes tipos (5):
Fotogrametra Area (Aerofotogrametra): se utilizan fotografas areas de
una zona en particular, obtenidas a travs de cmaras mtricas.
Fotogrametra terrestre: Fotografas tomadas en posicin fija en el terreno
Fotogrametra espacial: Fotografas tomadas por un satlite.
Fotogrametra No Topogrfica: Fotografas cuya aplicacin est en
Ciencias, Balstica y Policial.
4.-TEORA DE LA FOTOGRAFA
La fotografa area, como un sistema de informacin:
Las fotografas areas estn destinadas a proporcionar, de una manerasencilla, ciertas informaciones de objetos considerados aisladamente o
pertenecientes a determinados conjuntos, como es la superficie topogrfica. Estas
informaciones, recogidas gracias al registro sobre una emulsin sensible, por
medio de una cmara fotogrfica, de radiaciones emitidas por dichos objetos,
sirven de base para un examen que permite obtener ciertos datos, especialmente
los relativos a su disposicin en el espacio, gracias a la observacin
estereoscpica. (6)
(5) Cartografia y fotogrametria forestal- Carlos Mena Frau, Pags. 18 a 19
(6) Lectura de las Fotografas Areas-J ean Carr, Pags 15 a 20
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Pero la transmisin de esta informacin se hace a travs de ciertos pasos
intermedios, que influyen sobre el resultado final como: iluminacin del objeto,
radiaciones emitidas por algunos de sus puntos, marcha del rayo a travs de la
atmsfera hasta la cmara fotogrfica, caractersticas de la cmara fotogrfica,
superficie sensible, su tratamiento, tirada de una copia positiva, instrumento de
examen y el observador con sus caractersticas fisiolgicas y sicolgicas.
Problemas que se plantean :
Se pueden clasificar las diferentes cuestiones presentadas en el examen y la
explotacin de las fotografas en cuatro grupos:
1) Problemas geomtricos
La forma y el tamao de la imagen de un objeto dependen de sus
caractersticas geomtricas, de la naturaleza y de la posicin de la cmara
fotogrfica. Estos resultados pueden ser generalizados a las propiedades de la
misma naturaleza que se refieren a conjuntos de objetos.
Las fotografas pueden servir para encontrar la posicin de los objetos en un
sistema de referencia; situacin y orientacin sobre un mapa, sobre la tierra, etc.
2) Problemas fsicos
Se deben a la marcha de los rayos luminosos a travs de medios diversos.
Tienen por efecto introducir limitaciones, de orgenes distintos, en la aplicacin de
las normas geomtricas.
3) Problemas fisiolgicos
El ojo y la visin binocular juegan un papel muy importante en el examen de las
fotografas areas. La visin estereoscpica, poco utilizada en la vida corriente, se
impone aqu para una lectura completa.
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4) Problemas sicolgicos
El reconocimiento de los objetos, ya sea directa o indirectamente, las
conclusiones sacadas de su presencia o distribucin, forman parte de un proceso
muy completo que pone a la vez en juego la percepcin inmediata, la memoria y
la lgica. No es cuestin de profundizar en un campo tan difcil, pero su
importancia y existencia no pueden ser omitidas.
Propiedad geomtrica fundamental: la fotografa es una perspectiva cnica
Consideremos la Figura 13; la imagen m sobre la superficie sensible de un
punto cualquiera M del terreno; la correspondencia geomtrica entre m y M es, al
menos, en una primera aproximacin, una perspectiva central:
Figura 13
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Si se supone, en efecto, como normalmente sucede, que la totalidad del clis
(negativo) se impresiona al mismo tiempo gracias a un obturador central, el haz
de rectas que unen en el momento de la toma de la vista el centro del objetivo
fotogrfico con los diferentes puntos del terreno (haz perspectivo), se transforma
en un haz de rectas respectivamente paralelas a las anteriores y que pasan por
un mismo punto (punto nodal posterior) encontrando a la superficie sensible en
puntos homlogos a los del terreno.
La perspectiva esta definida por elementos internos relativos a la cmara
fotogrfica solamente, y elementos externos dependientes de su posicin
respecto a terreno fotografiado.
1) Elementos internos.
La perspectiva esta definida:
1. Por su centro o punto de vista O .
2. Por su plano: el del cuadro sobre el que se adapta la superficie sensible.
3. Por su distancia principal, distancia del punto de vista al plano de
perspectiva, sensiblemente igual a la distancia focal f del objeto (sta
ltima depende de la longitud de onda de la radiacin que impresiona a la
superficie sensible). El eje ptico del objetivo debe ser perpendicular al
plano de la superficie sensible.
4. Finalmente, el marco (o recuadro que limita la imagen fotogrfica) que
limita la perspectiva a una porcin del espacio.
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En numerosas aplicaciones se utilizan copias positivas, por contacto, de
los negativos obtenidos en la toma de vistas. Esta operacin, que se hace
aplicando la cara sensible del papel contra la cara sensible del negativo, es un
giro, se puede considerar como una simetra del negativo respecto a O .
En todo lo que sigue representaremos sistemticamente, para sencillez de
las figuras, la correspondencia terreno-positivo como una perspectiva central de
centro O sobre un plano perpendicular al eje ptico del objetivo, a la distancia f de
O hacia abajo
2) Elementos externos (Fig. 14)
Es muy importante para la explotacin posterior de una fotografa definir los
elementos de la perspectiva en relacin a un sistema de referencia cmodo.
Se representan por seis parmetros:
- El centro de la toma de vista , definidos por tres coordenadas ( latitud, longitud y
altitud ).
- El eje de levantamiento , definido por su inclinacin i respecto a la vertical y por
otro ngulo, como el que forma el plano vertical que contiene a este eje con el
plano meridiano de O (acimut).
- Finalmente por la posicin de la cmara de toma de vistas se completa por el
ngulo que forma una direccin-referencia con la direccin de las horizontales
de su plano (orientacin marginal)
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Figura 14: Elementos de orientacin externa
Un punto juega un papel esencial: el nadir n , (Figura 14) imagen de un
punto N del terreno situado en la vertical del objetivo O ; este punto n no coincide
con el centro, pie de la perpendicular bajada desde O al plano de la perspectiva,
salvo en el caso de que el eje de levantamiento sea rigurosamente vertical. En
caso contrario, n es distinto de w , centro de la fotografa.
5.- COMPARACIN ENTRE UNA FOTOGRAFA Y UN MAPA.Se tiene la tendencia a creer que la imagen dada del terreno por una fotografa
area vertical es semejante a un plano. Pero; en general se puede decir que la
fotografa area de un terreno no es semejante al mapa del mismo terreno.
Para presentar la superficie de la Tierra el medio ms corriente son los
mapas, proyectando verticalmente los diferentes puntos sobre una superficie de
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comparacin; gracias a un sistema de proyeccin , que despus es transformada a
un plano, sobre el cual pueden hacerse de forma cmoda las medidas lineales,
angulares o superficiales.
Las proyecciones conformes son las que mejor se adaptan para las medidas
angulares, pues el ngulo formado por dos lneas cualesquiera de la superficie de
referencia corresponde al mismo ngulo formado por sus respectivas lneas
homlogas en la proyeccin. De todo ello resulta que la escala en un punto es
independiente de la direccin considerada, permitiendo as definir la escala en un
punto como la relacin de una longitud elemental a su homloga en el mapa.
La escala varia poco de un punto a otro, sobre todo en los mapas en escalas
medias o grandes.
Tomando por referencia un mapa de una regin cualquiera, una fotografa ser
identificada en relacin con un cierto nmero de puntos que aparezcan en mapa
de esta regin.
Se puede afirmar rigurosamente que todas las fotografas tomadas durante
el mismo vuelo no tienen exactamente sus ejes paralelos, sino ligeramente
convergentes, debido a la esfericidad de la Tierra.
Existe por otra parte una diferencia muy notable entre una fotografa area
y un mapa; la primera es una representacin objetiva y temporal de la realidad,
mientras que el mapa representa detalles menos numerosos, pero escogidos por
su autor de una manera artificialmente aumentada o simplificada por medios de
signos convencionales.
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6.- ELEMENTOS DE UNA FOTOGRAFIA AEREA(7)
ALTURA: Es la distancia del centro de proyeccin O (centro de
perspectiva) al plano del terreno y se representa con la letra Z.(Fig.15)
Figura 15
DISTANCIA PRINCIPAL: Es la distancia del centro de proyeccin O alplano del negativo y se representa con la letra f(Fig. 15).
BASE O ESTACION DE EXPOSICIN: Es la posicin que ocupaO en el
espacio, en el momento de la exposicin fotogrfica (Fig. 15).
DISTANCIA FOCAL: Es la distancia del foco al centro de la lente y se
representa con la letra f o. Es necesario destacar en fotogrametra la
Distancia Principal NO es igual a la Distancia Focal, ya que el objetivo de
una cmara fotogramtrica no es una lente sencilla, sino un conjunto de
lentes.
Sin embargo para efectos de un estudio geomtrico se considerara en
adelante el objetivo como una lente simple, luego:
(7) Cartografia y fotogrametria forestal- Carlos Mena Frau, Pags. 20 a 22
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1/(Distancia focal) = 1/(Altura) + 1/(Distancia Principal)
1/ f o = 1/Z + 1/ f
Tericamente f y f o , NO son iguales, sin embargo desde el punto de vista
practico como el valor Z es mucho mayor que f o, puede decirse que 1/Z tiende a
cero y por consiguiente f o tiende a valer f.
PUNTO NADIR: La interseccin de la vertical que pasa por el centro de
proyeccin con el plano del negativo se llama Punto Nadir. Se representa
con la letra nen la foto y Nen el terreno.(Figura 16)
Figura 16
PUNTO PRINCIPAL: Punto donde una lnea perpendicular que viene desde
el punto nodal frontal, interfecta la fotografa, se identifica con la letra
w.(Fig. 16)
ISOCENTRO: Es el punto en que la bisectriz del ngulo determinado por la
perpendicular al plano del negativo y la vertical que pasa por el centro de
proyeccin, corta el plano del negativo de la fotografa, se designa con la
letra I.(Figura 16)
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LINEA PRINCIPAL: Es la interseccin del plano de la fotografa con el plano
principal.(Fig. 16)
ISOLINEA: Es la lnea del plano de la fotografa, perpendicular a la lnea
principal que pasa por el isocentro (Figura 16). Corresponde en la prctica a
la interseccin de una foto vertical y una inclinada, tomadas desde un mismo
centro de proyeccin. En dicha lnea las dos fotografas poseen la misma
escala.
MARCAS FIDUCIALES: (Figura 17) Corresponde a seales indicativas
(generalmente cuatro), que estn directamente relacionadas con el lente de
la cmara. Si trazamos dos lneas diagonales pasando cada una por dos de
estas marcas, estas se cruzarn en el centro de la foto que debe coincidir
con el nadir (punto de la superficie terrestre perpendicular al plano focal).
Esto slo es as, si el avin volaba sin inclinacin, si esto no ocurre el puntocentral de la foto se desva respecto al nadir.
Figura 17
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LINEA DE VUELO: Es la unin de pares sucesivos de puntos principales de
cada fotografa, estas definen la lnea de vuelo, indicando la direccin del
vuelo. Esto se puede lograr, slo si las fotografas han sido tomadas con un
recubrimiento longitudinal superior al 50%, con esa condicin, ser posible
identificar el punto principal de cada foto en las fotografas adyacentes.
Figura 18
FORMATO: Es el marco o recuadro que limita la imagen fotogrfica.
Generalmente este formato es de forma cuadrada (18*18 23*23 cm.)
CAMPO ANGULAR: Es el ngulo en el vrtice del cono de luz que atraviesa
el objetivo para formar la imagen.
Figura 19
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7.- CLASIFICACION DE LAS FOTOGRAFIAS AEREAS.
Las fotografas areas se pueden clasificar de varias maneras, segn su forma,
tamao o la respuesta de los objetos (8):
1) La forma de los objetos est sobre todo ligada a la inclinacin del eje de
levantamiento (Fig. 20); segn esto la fotografa se denomina:
Figura 20: Fotografa area vertical y oblicua, respectivamente
- vertical, si esta inclinacin no pasa de los 5 grados. En realidad es el eje de
la fotografa quien es vertical, pero esta designacin no produce en la
prctica confusin alguna.
- Oblicua baja, cuando no se registra el horizonte pasando la inclinacin delvalor de ms de 5, antes fijado.
- Oblicua alta o panormica si se registra el horizonte. Es preciso para ello
que el ngulo de inclinacin i, que forma el eje de levantamiento con la
vertical, sea superior a 90.
(8) Lectura de las Fotografas Areas-J ean Carr, Pags. 20 a 22
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Aunque las fotografas oblicuas presentan ciertas ventajas cuando se les
utiliza aisladamente, dando en particular a los objetos un aspecto ms normal
(Fig. 21), presentan, por el contrario, serios inconvenientes en relacin a los pares
de fotografas verticales, sobre todo en la explotacin fotogramtrica.
Figura 21
2) El tamao de los objetos esta ligado a la escala de la fotografa. Esta es
fcil de deducirla en el caso de una fotografa de eje vertical cuando la
superficie fotografiada es plana y horizontal es la relacin de semejanza,
e =f/H entre la imagen y el terreno, siendo f la distancia focal y H la altura
de vuelo; se expresa en general en la forma l/E, siendo E entero.
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Si el terreno presenta relieve o el eje de la fotografa no es vertical, la
escala no puede deducirse para toda la fotografa.
3) La respuesta de los objetos depende mucho de naturaleza de las
emulsiones utilizadas en la toma de la vista y en la prueba positiva sobre el
papel. Podemos diferenciar las fotografas en pancromticas, infrarrojas,
colores, etc.
8.-ESTEREOSCOPIA
La idea bsica de las imgenes estereoscpicas (9)es que partiendo de dos
imgenes desde el mismo punto de vista, pero con una pequea diferencia de
ngulo entre ellas, el cerebro se encarga de unir esas dos imgenes, formando
una sola que es la que nos produce la visin tridimensional.
La Estereoscopa es la facultad que poseen todos los seres dotados de
visin binocular, o sea la facultad de ver los objetos tridimencionalmente, pues setienen dos puntos de vista de un mismo objeto, lo que permite apreciar el largo, el
ancho y la profundidad de dicho objeto. Las fotos areas se toman en forma
sistemtica y, como ya se ha dicho, con un traslape de 60%. As pues, desde dos
puntos de vista diferentes se hacen dos exposiciones del mismo objeto y es
posible tener una franja o zona estereoscpica similar a la que se presenta a
nuestros ojos. Estos tienen una capacidad muy amplia ya que a partir de su eje,
cuando se dirigen visuales paralelas presentan movimientos laterales de 45 hacia
adentro y 135 hacia fuera y verticalmente tienen un campo de accin de 50
hacia arriba y 70 hacia abajo.
(9) Lectura de las Fotografas Areas-J ean Carr, Pags. 156 a 174
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La separacin promedio de ambos ojos es de 65mm y recibe el nombre de base
interpupilar.
Al observar alternadamente con uno y otro ojo un mismo objeto, se produce
una pequea diferencia de la imagen que recibe el nombre de paralaje. Cuando
las visuales coinciden en un punto forman un ngulo llamado ngulo de
interseccin paralctico.
El campo de la visin no es totalmente estreo; solo lo es la zona central
pues ah coinciden ambas visuales, y en ambos lados habr zonas marginales
donde la visin es plana, ya que las imgenes sern vistas por el lado del ojo
correspondiente. Al acercarse las imgenes el ngulo paralctico crece y al
alejarse disminuye hasta un mnimo de agudeza visual, que es el promedio de
unos 20 segundos. Este ngulo representa el paralaje mnimo que permite ver
estereoscpicamente un objeto hasta una distancia aproximada de 650 m, que
variar en funcin de la agudeza visual.
Todo esto nos da la estereoscopia natural, pero como ya se dijo, al tomar fotos
consecutivas de una serie de objetos, en la zona de traslape se puede tener una
zona estrea.
Imgenes estereoscpicas: Para poder observar correctamente una imagen
estereoscpica, cada ojo debe ver solamente la imagen que le corresponde. Para
ello se han ideado diversos sistemas:
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VISIN LIBRE PARALELA
Los ojos observan cada uno su imagen correspondiente, manteniendo sus ejespticos paralelos, es decir, como si mirsemos al infinito. Slo puede usarse este
mtodo con imgenes no superiores a 65 milmetros entre sus centros. Es el
mtodo usado para ver las imgenes de los libros con estereogramas de puntos
aleatorios ("ojo mgico").
VISIN LIBRE CRUZADA
Las imgenes se observan cruzando los ejes pticos de los ojos. El par estreo
se presenta invertido, es decir, la imagen derecha est situada a la izquierda y
viceversa. Podemos ayudarnos mirando un lpiz situado entre nuestros ojos y las
imgenes. Este mtodo debe usarse con imgenes de dimensiones superiores a
65 milmetros entre sus centros, aunque la imagen virtual aparece ms pequea.
ANGLIFO
Se utilizan filtros de colores complementarios, como rojo y azul o rojo y verde. La
imagen presentada por ejemplo en rojo no es vista por el ojo que tiene un filtro del
mismo color, pero si que ve la otra imagen en azul o verde. Este sistema, por su
bajo costo, se emplea sobre todo en publicaciones, as como tambin en
monitores de ordenador y en el cine. Presenta el problema de la alteracin de los
colores, prdida de luminosidad y cansancio visual despus de un uso
prolongado. Normalmente se sita el filtro rojo en el ojo izquierdo, y el azul en el
ojo derecho.
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POLARIZACIN
Se utiliza luz polarizada para separar las imgenes izquierda y derecha. El
sistema de polarizacin no altera los colores, aunque hay una cierta prdida de
luminosidad. Se usa tanto en proyeccin de cine 3D como en monitores de
ordenador mediante pantallas de polarizacin alternativa. Hoy da es el sistema
ms econmico para una calidad de imagen aceptable.
ALTERNATIVO
Con este sistema se presentan en secuencia y alternativamente las imgenes
izquierda y derecha, sincronizadamente con unas gafas dotadas con obturadores
de cristal lquido (denominadas LCS, Liquid Crystal Shutter glasses o LCD, Liquid
Crystal Display glasses), de forma que cada ojo ve solamente su imagen
correspondiente. A una frecuencia elevada, el parpadeo es imperceptible. Seutiliza en monitores de ordenador, TV y cines 3D de ltima generacin.
HEAD MOUNTED DISPLAY (HMD)
Un HMD (Figura 22), es un casco estereoscpico que porta dos pantallas y los
sistemas pticos para cada ojo, de forma que la imagen se genera en el propio
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dispositivo. Su principal uso hasta ahora ha sido la Realidad Virtual, a un costo
prohibitivo y de forma experimental, aunque al bajar de precio aparecen otras
aplicaciones ldicas, como los videojuegos.
Figura 22
MONITORES AUTO-STEREO
Se estn desarrollando prototipos de monitores que no precisan gafas especiales
para su visualizacin. Todos ellos emplean variantes del sistema lenticular, es
decir, microlentes dispuestas paralela y verticalmente sobre la pantalla del
monitor, que generan una cierta desviacin a partir de dos o ms imgenes
(normalmente de 2 a 8).
8.1.-EL MECANISMO DE LA VISIN ESTEREOSCPICA
De manera natural nuestro mecanismo de visin es estreo, es decir,
somos capaces de apreciar, a travs de la visin binocular, las diferentes
distancias y volmenes en el entorno que nos rodea. Nuestros ojos, debido a su
separacin, obtienen dos imgenes con pequeas diferencias entre ellas, a lo que
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denominamos disparidad. Nuestro cerebro procesa las diferencias entre ambas
imgenes y las interpreta de forma que percibimos la sensacin de profundidad,
lejana o cercana de los objetos que nos rodean. Este proceso se denomina
estereopsis. La distancia interpupilar ms habitual es de 65 mm, pero puede
variar desde los 45 a los 75 mm.
En la estereopsis intervienen diversos mecanismos. Cuando observamos
objetos muy lejanos, los ejes pticos de nuestros ojos son paralelos. Cuando
observamos un objeto cercano, nuestros ojos giran para que los ejes pticos
estn alineados sobre l, es decir, convergen. A su vez se produce la
acomodacin o enfoque para ver ntidamente el objeto. Este proceso conjunto se
llama fusin. No todo el mundo tiene la misma capacidad de fusionar un par de
imgenes en una sola tridimensional. Alrededor de un 5% de la poblacin tiene
problemas de fusin. La agudeza estereoscpica es la capacidad de discernir,mediante la estereopsis, detalles situados en planos diferentes y a una distancia
mnima. Hay una distancia lmite a partir de la cual no somos capaces de apreciar
la separacin de planos, y que vara de unas persona a otras. As, la distancia
lmite a la que dejamos de percibir la sensacin estereoscpica puede variar
desde unos 60 metros hasta cientos de metros.
Un factor que interviene directamente en esta capacidad es la separacin
nter ocular. A mayor separacin entre los ojos, mayor es la distancia a la que
apreciamos el efecto de relieve. Esto se aplica por ejemplo en los prismticos, en
los que, mediante prismas, se consigue una separacin nter ocular efectiva
mayor que la normal, con lo que se consigue apreciar en relieve objetos distantes
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que en condiciones normales no seramos capaces de separar del entorno.
Tambin se aplica en la fotografa area, en la que se obtienen pares
estereoscpicos con separaciones de cientos de metros y en los que es posible
apreciar claramente el relieve del terreno, lo que con la visin normal y desde
gran altura sera imposible. El efecto obtenido con una separacin nter ocular
mayor que la habitual es el de que los objetos parecen ms pequeos de lo
normal (liliputismo), y la tcnica se denomina hiperestereoscopa.
El efecto contrario se consigue con la hipoestereoscopa, es decir, con la
reduccin de la distancia nter ocular, imprescindible para obtener imgenes
estereoscpicas de pequeos objetos (macrofotografas), o incluso obtenidas por
medio de microscopios.
9.-CMARAS FOTOGRAMETRICAS
Las cmaras areas, son sensores diseados especialmente para tomar
fotografas, desde plataformas areas (aviones, globos, etc.), las que se
caracterizan por poseer un tiempo de exposicin muy corto, debido a que estn
en movimiento durante la exposicin. Estas cmaras presentan obturadores de
gran eficiencia y emulsiones de variada velocidad, sensibles a las longitudes deonda comprendidas entre la radiacin ultravioleta y el infrarrojo reflejado (0,30 a
0,91 micrones aprox.).
Las cmaras areas, son instrumentos que recogen la informacin bsica
necesaria, para la Aerofotogrametra y la Fotointerpretacin, obteniendo
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imgenes que deben ser de ptima calidad, tanto cualitativa como
cuantitativamente.
La clasificacin de las cmaras areas puede ser hecha tomando como
criterio de clasificacin diferentes elementos, sin embargo, los criterios
corrientemente empleados son segn: formato, campo angular, uso e inclinacin
del eje de la cmara.
1. Segn el Formato
Se distinguen cmaras con y sin formato. Las primeras son aquellas en que el
formato o recuadro, generalmente rectangular o cuadrado, es expuesto a travs
del objetivo de la cmara (conjunto de lentes), permaneciendo fijo durante el
tiempo de exposicin. Los recuadros ms usados son de 9x12 cm, 12x18 cm,
18x18cm y el ms comn de 23x23 cm. La exposicin es controlada por el tiempo
y abertura del diafragma y, desde el punto de vista prctico puede considerarseinstantnea.
Las cmaras sin formato, son aquellas en la imagen se registra en forma
continua, y se refieren especialmente a las cmaras panormicas y cmaras
continuas.
Las cmaras panormicas, se caracterizan porque el terreno es barrido delado a lado, en direccin perpendicular a la lnea de vuelo, obtenindose
una imagen de buena resolucin y en la que se ven ambos horizontes.
Las cmaras continuas, producen la imagen de una faja de terreno
exponiendo, a travs de un orificio fijo, una pelcula que se mueve
constantemente, a una velocidad sincronizada con la velocidad del terreno.
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2. Cmaras areas segn su campo angular
a) Cmara normal: Son aquellas que tienen un campo angular reducido,
entre 50 y 75, con una distancia focal de aproximadamente 210 mm. (Fig. 23)
Figura 23
a) Cmara granangular: Son aquellas que tienen un campo angular de 75 a
100, y una distancia focal de aproximadamente 150 mm. (Fig. 24)
Figura 24
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b) Cmara supergranangular : Son aquellas que tienen un campo angular que
sobrepasa los 100 y una distancia focal de aproximadamente 90 mm. (Fig.
25)
Figura 25
3. Cmaras areas segn su uso
a) Cmaras de reconocimiento o no mtricas: Son instrumentos que permiten
obtener imgenes para la identificacin de objetos, generalmente de pequea
escala. Las fotografas que se obtienen por medio de estas cmaras no son aptas
para realizar mediciones confiables.
b) Cmaras mtricas o cartogrficas: Son instrumentos de mucha precisin que
tienen por objeto producir fotografas para realizar todo tipo de mediciones. Su
orientacin interna es estable( calibracin de la distancia focal, marcas fiduciales,
plano focal, etc.)
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4. Segn la Inclinacin del eje de la cmara
De acuerdo con la inclinacin del eje de la cmara con respecto a la
vertical, las fotografas pueden ser verticales, inclinadas, muy inclinadas y
terrestres, en las primeras, el eje ptico y la vertical forman un ngulo menor a 3.
Las inclinadas y muy inclinadas, forman un ngulo comprendido entre los 3 y
90. Por ltimo, en las terrestres el ngulo es de 90.
PARTES PRINCIPALES DE LA CAMARA(10)
Los principales componentes de una cmara mtrica son (Figura 26):
Almacn (para pelculas o placas)
Cuerpo (incluyendo el sistema de funcionamiento)
Cono (objetivo, obturador, filtros, diafragma y cono interno)
Equipo Accesorio (controles de cmara, instrumentos auxiliares, anteojos
de observacin, etc.)
Figura 26
(10) Cartografa y fotogrametra forestal Carlos Mena Frau, Pag. 25