Fotogrametría maestría en geomática - usach

www.geosoluciones.cl

Fotogrametría

Magíster en GeomáticaUSACH

Walton W. Edwards

Consultor

Geoinformática y Modelación Ambiental

[email protected]

mailto:[email protected]

http://www.geosoluciones.cl/


Objetivos de la Unidad

Al término de unidad, los alumnos conocerán :– la geometría de fotos aéreas verticales;

equipamiento fotogramétrico y planificación de vuelos; el proceso de restitución; las deformaciones geométricas producidas y sus correcciones; la obtención de información cuantitativa y cualitativa de fotos e imágenes; la creación de modelos 3D, sus derivados y su integración con los SIG.


Estructura del Curso1. Introducción, Geometría de una foto,

Estereoscopía, Fotointerpretación, Ejercicios 2. Cámaras, Sensores, Certificados de calibración,

Equipamiento, Restitución, Planificación del vuelo3. Restitución Digital, Conceptos, Algoritmos y

Sistemas para la Fotogrametría Digital - Comparación; Precisión Geométrica, Escalas, Resolución y Escaneo

4. Creación de TINs, MDEs, Curvas de nivel, Ortorectificación y Mosaico, Mundos virtuales. Conceptos de “imagengrametría”, Integración con los SIG


El Contexto de la Toma de Decisiones

• La calidad de las decisiones depende de la calidad de los datos usados en los análisis para la generación de nueva geoinformación

• Este contexto sirve para elegir entre las alternativas de datos, escalas, fechas y tecnologías geoespaciales basado en la utilidad, o el grado de vinculación, que debe tener el producto final y los costos asociados.

Datos

Procesamientode Datos

Generación de Información

Mapas

Análisis deMapas

ZonificaciónPara IPT


Fuentes de Datos Geoespaciales• Topografía

– Estaciones totales, niveles, GPS...

• Cartografía– Convencional– Digital

• Teledetección espacial– Imágenes satelitales

• Fotogrametría– Fotos impresas, escaneadas o digitales– Mosaicos– Ortofotos– Escenas tridimensionales interactivas

• La elección de la mejor alternativa, o combinación de ellas, se debe definir caso a caso basado en un análisis de sus requerimientos


Fotogrametría

• El arte, la ciencia y la tecnología de obtener información fidedigna y precisa de objetos físicos y su entorno por medio de procesos de registro, medida e interpretación de imágenes y modelos fotográficos.

• La fotogrametría tiene multitud de aplicaciones entre las que destacan notoriamente los levantamientos topográficos y la Cartografía, áreas en las que más se ha mostrado su capacidad y potencial.

www.ign.es


PLANIFICACION

CALCULO

PAPEL

VUELORelación 1 á 4 con la escala del levantamiento

TERRENO

APOYONIVELACION

CLASIFICACION

AEROTRIANGULACION

RESTITUCION DIGITAL

EDICION

CONTROLCALIDAD

SALIDA

DIGITAL

Elaboración de Cartografía Digital a Escala Grande

Véase [Advis y Edwards 1998]Congreso Cs. De la Tierra


BASE DEDATOS

CARTA DIGITAL ACTUALIZADA

CUBIERTA FOTOGRAFICA SAF

CARTOGRAFIAEXISTENTE

REFUNDIDO

EDICIONVECTORIZACION

ORTOFOTODIGITAL

ACTUALIZACION

SALIDA

ESCANEO

PROCESO GENERALPARA LA PRODUCION

DE CARTOGRAFIA REGULAR DIGITAL

1: 50.000 1:250.000


Clasificación de fotografías Aéreas

Terrestre Aérea Espacial

“Vertical” Oblicua

Verdadera(0° inclinación)

Inclinada(< 3° inclinación)

Alta inclinación (incluye el horizonte)

Baja inclinación (no incluye el

horizonte)


Geometría de una Foto Aérea

Terreno

Negativo

Plano del lente

Distancia focal, f

Altura de vuelo, A

Escala de la foto: f / A

Ejemplo: para f = 150mm, y A = 3.000 mts la escala es 1: 20.000


Tipos de Lentes – Área de Cobertura

• Son tres los tipos de lentes usados– Normal

• 55°-60° cobertura angular• Distancia focal: 300 mm aprox.• Cobertura mínima, máximo detalle

– Gran angular• 90° cobertura angular• Distancia focal: 152 mm aprox• Es el más comunmente utilizado

– Super-gran angular• 120° cobertura angular• Distancia focal: 90 mm aprox.• Cobertura máxima, mínimo detalle


Relación Entre Distancia Focal, Altura de vuelo y Cobertura

Terreno

Cambio de Altura. Distancia focal fija

Cobertura areal variable


Relación Entre Distancia Focal, Altura de vuelo y Cobertura

Terreno

Altura fija. Distancia focal variable

Cobertura areal variable


Ejemplos de lentes


Una Cámera Aérea

Cámera aérea RC30 con montante giro-estabilizado PAV30 y computador ASCOT

Leica Geosystems


Información Marginal en Fotos Modernas


Punto principal y Marcas Fiduciales

Punto principal

Información marginal

Area de foto

Las marcas fiduciales permiten la reconstrucción parcial de la geometría interna de cámaras métricas. Sus características salen en los

certificados de calibración


Especificaciones de la USGS


Una Cámera Aérea

Cámera aérea RC30 con montante giro-estabilizado PAV30 y computador ASCOT

Leica Geosystems


Un Negativo de un Rollo fotográfico


Learjet Utilizado por el SAF

En el sitio www.saf.cl encontrarán información del proceso completo de un proyecto aereo-fotográfico incluyendo el vuelo, revelado, revisión de negativos, control de calidad, control de vuelo, copiado y/o ampliado final, venta o entrega de fotografías y archivo de documentos

http://www.saf.cl/


Componentes de un Sistema de Levantamiento Aéreo


Cobertura Fotográfica1 2 3 4 5 6

1 23 4

5 6

Traslape longitudinal

6

Fotografías

Una línea de vuelo

60%


Cobertura Fotográfica

Línea de vuelo

Traslape transversal

20%


Cobertura Fotografía a Color escala 1 : 115.000. CONAF - CONAMA


Estereoscopía

• La obtención de fotografías con traslape tomadas desde distintas perspectivas– Par estereoscópico (dos fotos adyacentes con traslape)– Visión estereoscópica (observación de un par

estereoscópico con cada ojo observando solamente una de las fotografías p.ej usando un estereoscopio

– Modelo Estereo (modelo 3D del área de traslape de un par estereoscópico )


Teledetección - Una Definición

• La teledetección (o percepción remota) es la ciencia y arte de adquirir información acerca de la superficie de la Tierra sin estar en contacto directo con ella.

• Esto se logra:– detectando y guardando energía reflejada o

emitida

– procesando y analizando los datos, y – aplicando la información obtenida.


El Proceso de Teledetección

A. Fuente de Energía o iluminación

B. Radiación y la AtmósferaC. Interacción con la

SuperficieD. Grabación de la EnergíaE. Transmisión, Recepción y

ProcesamientoF. Interpretación y AnálisisG. Aplicación de la

información


Radiación Electromagnética

• Toda radiación electromagnética tiene propiedades y comportamientos fundamentales de acuerdo a la teoría de ondas.

• Consiste en un campo eléctrico (E) y otro magnético (M) perpendiculares entre sí y con la dirección de propagación de la radiación


Longitud de Onda y Frecuencia

• Longitud de onda (λ) es la longitud de un ciclo de ondas.

• Se mide un metros (m) o factores de metros:– nanómetros (nm, 10 -9 metros)

– micrómetros (mm, 10 -6 metros)

– centímetros (cm, 10 -2 metros)

• Frecuencia (f) es el número de ciclos por segundo expresado en Hercios (Hz)


Longitud de Onda y Frecuencia

• La longitud de onda y la frecuencia están relacionados por: c = fλ .− λ = Long. de onda– f = Frecuencia– c = Veloc. de la luz

(3 x 10 -8 m/s en vacío)

• Mientras más corta sea la longitud de onda mayor será la frecuencia

El entendimiento de las características de la radiación electromagnética ayuda a entender la información que será extraída por teledetección.


El Espectro Electromagnético• El espectro EM va

desde ondas cortas (rayos gamma y X ) a largas (microondas y radiales)

• Varias regiones del EM son útiles para le teledetección:– ultravioleta– visible– infrarroja– microondas


Ley de Wien

La máxima respuesta espectral de un objeto depende de su temperatura


El Espectro Visible

• El espectro visible es detectable por los ojos

• Es una región pequeña del espectro completo

• El rango de λ es de:– 0.4 á 0.7 µm (ó 400 á

700 nm)– varía de violeta a rojo


Firmas Espectrales• La energía reflejada o emitida

para distintas λ da una firma espectral para una cobertura.

• Comparando las firmas espectrales se podría distinguir elementos– agua y vegetación tiene casi

la misma reflectancia en la banda visible

– son separables en la IR

• La firma puede ser muy variable– entre tipos– en el tiempo– según su ubicación


Tipos de Fotos / Imágenes

• Las fotografías/ imágenes usadas pueden ser de cuatro tipos– Pancromática– Color– Infrarroja– Digital (multiespectral)


• Blanco / Negro:– Las películas pancromáticas (blanco/negro) con

una sensibilidad espectral comprendida entre 0,36 y 0,7 mm., muy parecida a la del ojo humano, es el tipo de emulsión fotográfica aérea más utilizada en la fotointerpretación y en la estereorestitución con fines cartográficos.



• Color: – Las emulsiones fotográficas color están

compuestas por tres capas, sensibles a los colores azul, verde y rojo, son ampliamente utilizadas en la fotointerpretación de recursos naturales, por que registran la escena lo más cercana a la realidad



Foto Aérea a Color


Ampliación 1


Ampliación 2


• Infrarrojo:– Los cristales de plata de las emulsiones fotográficas,

pueden ser tratadas para que resulten sensibles a la porción del espectro correspondiente al Infrarrojo cercano. Las fotografías aéreas Infrarrojas color, resultan las más adecuadas para los estudios de vegetación, incluyendo identificación y selección de especies, delimitación de áreas afectadas por pestes, cuantificación de recursos, etc



• Digital– La fotografía aérea digital es una herramienta

versátil capaz de ser manipulada por los sistemas de manejo digital de imágenes, con el propósito de analizar las características del terreno y cuantificación de una amplia gama de recursos



Camera Digital, trilinear, multiespectral. LH Systems

Cámera Digital (Sensor métrico multiespectral): Estéreo en el trayecto

SENSORES DEL SAF

DatoDato

ProductoProducto

CapturaCaptura

Procesa.Procesa.

BandaBanda

Rango espectralRango

espectral

Escala Tiempo Tecnología

Imagen AnálogaImagen

Análoga

ManualManual

EmulsiónEmulsión

Labora.Labora.

Visible IRCVisible

IRC

Duro AnálogoDuro

Análogo

CámaraRC-30

CámaraRC-30

CámaraRC-10

CámaraRC-10

1974 2000

Imagen AnálogaImagen

Análoga

Semi automá.Semi

automá.

EmulsiónEmulsión

Labora.Labora.

Visible IRCVisible

IRC

Duro AnálogoDuro

Análogo

AntenaSatéliteAntenaSatélite

Imagen DigitalImagen

Digital

Programa.Programa.

SatelitalSatelital

HardwareSoftwareHardware

Software

Visible IRC IRM

IRT

Visible IRC IRM

IRT

InformaciónDigitalInformaci

ónDigital

2008

SensorMultiespectral

SensorMultiespectral


Digital

AsistidaAsistida

4 Bandas4 Bandas


Software

Visible IRCVisible

IRC

Informa. DigitalInforma.

Digital

2009

SensorLáser

SensorLáser

DEM DigitalDEM

Digital

AsistidaAsistida

ElevaciónElevación


Software

N/AN/A

Informa.DigitalInforma.

Digital

2010

Sensor Hiperespectral

Sensor Hiperespectral


Digital

AsistidaAsistida

50 Bandas50

Bandas


Software

Visible IRC IRM

IRT

Visible IRC IRM

IRT

Informa. DigitalInforma.

Digital

2012

http://www.airshow.com.cn/en/Article/UploadFiles/200604/20064199144875.jpg

SENSORES OPERATIVOS

MATERIAL AVIONES

Learjet 2

MATERIAL AVIONES

Learjet 2

MATERIAL AVIONES

Twin Otter 03

MATERIAL AVIONES

Twin Otter 03

MATERIAL AVIONES

King Air 1MATERIAL AVIONES

King Air 1

FOTÓGRAFOSFOTÓGRAFOS

NAVEGANTESNAVEGANTES

CámarasRC-10Cámaras

RC-10

01 CámaraRC-3001 Cámara

RC-30

CámaraDMCCámara

DMC

http://www.airshow.com.cn/en/Article/UploadFiles/200604/20064199144875.jpg

SENSOR DIGITAL

http://images.google.cl/imgres?imgurl=http://www.satimagingcorp.com/images/digital_aerial_photography_houston.jpg&imgrefurl=http://www.satimagingcorp.es/svc/imaging.html&h=359&w=287&sz=69&hl=es&start=1&tbnid=_UJeaxVWOASPeM:&tbnh=121&tbnw=97&prev=/images%3Fq%3Dfoto%2Baerea%2Bdigital%26gbv%3D2%26hl%3Des%26sa%3DG


Instrumentos Fotogramétricos• Reconstruyen las escenas 3D obtenidas en las

imágenes. Han ido evolucionado:1. Instrumentos análogos

– Opticos (re-proyección optica de las haces de luz con diapositivas y el principio anaglífico)

– Óptico-mecánicos(re-proyección óptico-mecánica de las haces de luz)

1. Instrumentos analíticos (uso de ecuaciones matemáticas de las haces de luz, fotos análogas y computadores digitales)

2. Instrumentos digitales (uso de fotografías y computadores digitales)


El Principio Anaglífico

Dos imágenes de distintas perspectivas son sobrepuestas. Normalmente La de la izquierda en color rojo y la de la derecha en color cian.


Mt. St. Helens, Washington

¿Lo viste así?


Instrumentos de Fotointerpretación - Estereoscopios

Estereoscopio de bolsillo

Estereoscopios de espejo


Fotointerpretación


Fotointerpretación• En la “fotointerpretación” nos interesa:

– Detectar objetos geográficos– Identificarlos y las relaciones espaciales

existentes entre ellos– Obtener información tanto cuantitativa como

cualitativa– En general Comprender la información contenida

en las escenas capturadas• Es un proceso subjetivo que depende de la

pericia, experiencia, imaginación y paciencia del fotointérprete además de la naturaleza de las escenas estudiadas y la calidad de las imágenes capturadas


Datos e Información• Datos

– Datos crudos: hechos, números, conceptos, instrucciones etc.

• Información– Información es el resultado del procesamiento de

los datos crudos (Refinar, Resumir, Clasificar, Listar…) y es usada en la toma de decisiones...

– Depende del contexto. Información para una aplicación puede ser un dato para otra.


Datos e Información

Procesamiento InformaciónDatos

Puede ser usada para la toma de decisiones


Tipos de “Fotointerpretación”• Interpretación de imágenes

– Fotointerpretación visual• Con estereoscopios, mesas de luz, fotos análogas,

lápices, papel traslúcido etc.– Fotointerpretación asistida por computador

• Con estereoscopios o lentes (anaglíficos o polarizados – pasivos o activos), fotos digitales y software especial

– Análisis digital• Se definen “clases espectrales”• El software realiza una clasificación autómatica

(supervisada o no-supervisada)


Fotointerpretación Asistida por Computador

www.dvp.ca


Información Complementaria• En todos los casos es conveniente contar

con información complementaria:– Mapas– Datos y fotos de terreno– Bibliografía

– Fotos aéreas de otra escala

– Imágenes satelitales (de otras resoluciones espaciales y espectrales)


Pasos en la Extracción de Información de Imágenes Digitales.

Extracción de Información

Comprensión de Imágenes

Reconstrucción de Escenas

Reconocimiento de Objetos

Análisis Digital de Imágenes

Procesamiento de Imágenes

Extracción de Información

Comprensión de Imágenes

Reconstrucción de Escenas

Reconocimiento de Objetos

Análisis Digital de Imágenes

Procesamiento de Imágenes

El equivalente a la fotointerpretación


Criterios Visuales para la Fotointerpretación

• Tono• Color• Textura

• Contexto espacial

• Fecha de toma• Sombras• Patron espacial• Contorno / forma

• Visión estereoscópica

• Tamaño

Fenología: Condiciones Estacionales

Sombras, Contexto, Asociación

Forma, Tamaño, Textura

ColorTonalidad

Grado de complejidad

Criterio Espectral

Criterio Espacial Simple

Criterio Espacial Complejo

Criterio Temporal Fenología: Condiciones Estacionales



ColorTonalidad


Criterio Espectral



Criterio Temporal


Criterios de Interpretación Visual

Fenología: Condiciones Estacionales



ColorTonalidad


Criterio Espectral



Criterio Temporal


El Proceso de Fotointerpretación

• Se usan llaves de interpretación– Pequeñas áreas representativas de las coberturas

de interés que han sido identificadas

• Se puede usar un árbol de decisión con los criterios de la interpretación visual


Un Árbol de DecisiónInicio

Criterio 2

Criterio 1.1 Criterio 1.2

Criterio 1.2.1 Criterio 1.2.2

Criterio 1.2.2.1

Criterio 1.2.2.2

Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 Clase 5

Criterio 1




Equipamiento, Restitución, Planificación del vuelo

3. Restitución Digital, Conceptos, Algoritmos y Sistemas para la Fotogrametría Digital - Comparación; Precisión Geométrica, Escalas, Resolución y Escaneo



PLANIFICACION

CALCULO

PAPEL

VUELORelación 1 á 4 con la escala del levantamiento

TERRENO

APOYONIVELACION

CLASIFICACION

AEROTRIANGULACION

RESTITUCION DIGITAL

EDICION

CONTROLCALIDAD

SALIDA

DIGITAL

Elaboración de Cartografía Digital a Escala Grande

Véase [Advis y Edwards 1998]Congreso Cs. De la Tierra


El Proceso Cartográfico

Vuelo Fotogrametrico



Control de Terreno



Calculo Geodésico



Restitución Analít ica



Restitución Fotogrametrica Digital


El Proceso CartográficoOrtofoto y Procesamiento Digital de

Imágenes



Cartografía Digital



Control de calidad


Instrumentos Fotogramétricos• Reconstruyen las escenas 3D obtenidas en las

imágenes. Han ido evolucionado:1. Instrumentos análogos

– Opticos (re-proyección optica de las haces de luz con diapositivas y el principio anaglífico)

– Óptico-mecánicos(re-proyección óptico-mecánica de las haces de luz)

1. Instrumentos analíticos (uso de ecuaciones matemáticas de las haces de luz, fotos análogas y computadores digitales)

2. Instrumentos digitales (uso de fotografías y computadores digitales)


El Principio Anaglífico

Dos imágenes de distintas perspectivas son sobrepuestas. Normalmente La de la izquierda en color rojo y la de la derecha en color cian.


Mt. St. Helens, Washington

¿Lo viste así?


Estereo-restituidor óptico-mecánico

Óptico-mecánicos(re-proyección óptico-mecánica de las haces de luz)

Diapositiva

Lámpara


Estereo-restituidor Optico-mecánico

Rayos mecánicos


Estereo-restituidor Optico-mecánico


Estereo-restituidor Analítico

uso de ecuaciones matemáticas de las haces de luz con fotos análogas (diapositivas) y computadores digitales.


Estereo-restituidor Analítico


Estereo-restituidor Digital

Uso de computadores, fotografías / imágenes digitales, Lentes anaglíficos o polarizados (pasivos o activos)


Instrumentos de Fotointerpretación - Estereoscopios

Estereoscopio de bolsillo

Estereoscopios de espejo


Fotointerpretación Asistida por Computador

www.dvp.ca


Otras cámaras

Camera Digital, trilinear, multiespectral. ADS40

Camera Digital, Matricial (“Frame”), UltraCam™

Camera Digital, Matricial (“Frame”), Z/I Imaging

DMC

Ejemplos de Sensores

• ADS 40 / 80• ULTRACAM• DMC



Escáners• Fotogramétricos

– Alta precisión geométrica– Accesorios para mejorar la

productividad– Ejemplos:

• Vexcel UltraScan 5000™• Leica DSW700• Intergraph Photoscan

• Profesionales (artes gráficas)– Formato grande (A3)– Requiere calibración– Ejemplos:

• Epson 10000XL• Otros

– Normalmente de pequeño formato

– Calidad geométrica muy variable


Características de un Escáner Fotogramétrico

• Alta calidad radiométrica (3.4D o superior)• Precisión geométrica de ±2 µm • Resolución entre 2,5 y 2.500 µm • B/N y color• Alta calidad colorimétrica• 8 y 16 bits por color• Alta ancho de banda de sobre 1 MB/seg

• Material opaco o transparente• Escaneo de negativos y diapositivas • Formatos TIFF, Tiled Tiff, JPEG2000...• Unidad de escáneo autómatico de rollos (p. ej un rollo de 150 cuadros

RGB escaneado a 20 µm demora entre 18-22 horas). • Unidad de escáneo manual de rollos para seleccionar cuadros de

rollos no cortados.


Escáners Profesionales

Grilla precisa en base de vidrio o película estable

Especificaciones mostrando alta variabilidad en la calidad geométrica


Precisión Después de la Calibración

1. Usando distintos algoritmos de transformación – afín etc.(de Baltsavias 1996)


Cámaras, Escáners etc.

• Revisión de especificaciones– ADS40– DSW700– 10000XL

– ...


Planificación de Vuelo


La Planificación del Vuelo

• Es importante para:– Nuevos levantamientos aéreos– Actualización de cobertura fotográfica existente– Incorporar cambios de especificaciones por:

• Estación del año• Medio / Tipo de estudio p. ej infrarrojo• Precisiones cartográficas

– Optimizar los días despejados, en periodo de menos sombra

– Optimizar el uso del avión y el cumplimiento de varios proyectos fotogramétricos

– Proyectos especiales por ejemplo:• Lineales• Del borde costero• Transfronterizos

– Para presupuestar y/o cotizar un levantamiento aerofotogramétrico


Aspectos Geométricos de la Planificación

• Los parámetros tradicionalmente utilizados son:– La distancia focal– El tamaño del negativo / diapositiva– La escala de foto deseado– Las dimensiones del área a ser estudiada– La elevación promedio– Los traslapes deseados– La velocidad del avión

• El resultado es un índice y plan de vuelo con:– La altitud de vuelo– La cantidad, ubicación y orientación de las líneas de vuelo– La ubicación de los centros de toma, o– El intervalo entre exposiciones y la cantidad de fotos / línea– La cantidad de fotos que se deben tomar en total


Ejemplos

• Planificación 1• Planificación 2• Planilla

– Variables– Costos

• Ejercicio 2– Sur de Santiago

– Estero Los Patos


Restitución digital• El proceso de reconstrucción de las escenas

capturadas en las fotos / imágenes. Tradicionalmente consiste en 3 pasos:– Orientación interna

• Reconstrucción de haces de cada imagen por separado– Orientación relativa

• Posicionamiento relativo de las dos imágenes de un par estereoscópico

• Da como resultado un modelo estereoscópico sin la escala o georeferenciación correcta

– Orientación externa• Uso de puntos de control para orientar, escalar y

posicionar el modelo estereoscópico dentro de un sistema de referencia espacia


Restitución digital

• Hoy es posible realizar la reconstrucción en dos pasos– Orientación interna, y– Uso de puntos de control, puntos de enlace y la

aerotriangulación en un ajuste de haces (por mínimos cuadrados)

• El resultado de este proceso es:– La posición de los centros de toma de cada foto/imagen

• X0, Y0,Z0• La orientación de cada una alrededor de los ejes X, Y, Z


Componentes de Estaciones Fotogramétricas Digitales

– Subsistema para el almacenamiento, recuperación y la memoria de despliegue de la imagen

• P. ej manejo de imágenes por tejas, estructuras pirámidales y compresión por ondeletas (ECW, MrSiD, JPEG2000)

– Subsistema de procesamiento matemático en tiempo real• Convierte el movimiento del usuario a su equivalente en

coordenadas en terreno, transforma de coordenadas de terreno al sistema de la cámara/sensor, del sensor a pixeles a de pixeles a las coordenadas de la ventana..

• Puede ser con cursor fijo, imagen movible o con con el cursor en movimiento

– Subsistema de despliegue en estéreo• Anaglifos, ópticos con pantalla divida, pantallas polarizadas

con lentes polarizados pasivos, lentes activos con h/ware estéreo

– Subsistema gráfico para la adquisición/edición de datos


Un Típico Flujo de Trabajo fotogramétrico

1. Ingreso de imágenes• Por sensores digitales o escaneo

1. Establecimiento de control y aerotriangulación• Este paso podría realizarse con software externos y/o

datos auxiliares del vuelo

1. Remuestreo epipolar• Crea imágenes con una nueva geometría donde puntos

homólogos solamente tiene una separación en el eje X (paralaje X) con una ausencia de paralaje Y

1. Adquisición de datos vectoriales• Para CAD, SIG...


Un Típico Flujo de Trabajo fotogramétrico

5. Adquisición de datos para construir un MDE• Puede ser en forma:

• Manual• Automática

• Con comparación de áreas, rasgos o sistemas mixtos• semi-automática

6. Unión de distintos MDEs7. Ortorectificación8. Igualación de tonos y creación de mosaicos9. Producción de carta-imágenes o capas bases para

un SIG


Conceptos, Sistemas, Precisiones

• Material complementario– Conceptos fotogramétricos– Introducción a la fotogrametría– Artículo GIM– Tolerancias DVP


Ejercicios


Errores Geométricos en Fotos Aéreas• Son causados por:

– la perspectiva de la óptica del sensor: distorsión radial

– Distorsión por los lentes: radial

– el movimiento e inestabilidad del avión en sus 3 ejes incluyendo variaciones en la altitud, inclinación y velocidad: corregido en parte con GPS y en la oficina por el proceso de restitución

– el relieve del terreno: corregido incorporando un modelo digital de elevación y creando una ortofoto (orto-corrección)

– la curvatura de la Tierra


Rectificación, Ortorectificación

• Rectificación:– El proceso de eliminación de distorsiones debido al lente y la

inclinación del eje en el momento de toma de la foto

• Ortorectificación:– Es una rectificación diferencial que incluye además la eliminación

de distorsiones por las variaciones en altura. – En la ortofoto la escala es constante, al igual que en un mapa,

pero con el detalle de una foto.– Distancias, ángulos y areas pueden ser obtenidas en forma directa– Es ideal para el estudio de los recursos naturales– En una ortofotocarta se sobreponen información topográfica tal

como curvas de nivel, una cuadrícula, escala gráfica etc.


Georreferenciación

• El es proceso de ubicar las (orto-) fotos en su correcta posición geográfica usando coordenadas latitud/longitud o Este/Norte

• Para esto se utilizan varios puntos de control 2D y/o 3D.

• Es importante para la integración con otra información geográfica especialmente en los SIG y en la fotointerpretación digital


Mosaico• Es un conjunto de (orto) fotos sobrepuestas de tal

forma que se preserve la relación espacial entre ellas mostrando la continuidad de elementos espaciales en el area de interés, línea de vuelo o área cubierta por el proyecto aereofotográfico.

• Puede ser:– No Controlado (sin puntos de control)– Controlado (con georreferenciación)

http://www.ermapper.com/application/ap_mosaic/ap_mosaic_body.htm


Rectificación, Mosaico e Integración en un SIG(Orto-) Rectificación

Creación del Mosaico

Ajuste de contraste

Incorporación en un SIG


Cobertura de Ortofotos nuevas,

1:2.000 a Color, RM


Gran Santiago más Localidades


Cobertura...


... y detalle


Un Calce Perfecto con la Cartografía


Fotografías Aereas Actualizadas a Color, Ortofotos y Cartografía Digital

Algunas de las ciudades: Arica, Iquique, Antofagasta, Calama, Copiapó, La Serena,

Coquimbo, Valparaíso, Viña del Mar, Rancagua, San Fernando, Curicó, Talca, Linares, Chillán,

Loa Angeles, Temuco, Valdivia, Osorno, Concepción, Talcahuano, Puerto Montt, la

Unión, Río Bueno, Ancud, Angol, Castro, Ovalle, Vallenar, Quilpué, Villa Alemana, Quintero,

Quillota, Limache, San Felipe, los Andes, Con-Con, Machalí, Graneros, Rengo, Molina, Parral, San Carlos, Penco, Tomé, Coronel, Lota, Punta

Arenas, Puerto Natales, Puerto Varas - Ensenada.

Valparaíso

Fotos: 1:20.000

Ortofotos: 1: 5.000

Cartografía: 1: 5.000

Precio referencia Fotos: $17.000 c/ivaDigital: $28.000


¡ Imágenes en 3D !

• La combinación de imágenes obtenidas por teledetección espacial, o por fotogrametría aerea, con la topografía permite la creación de mundos virtuales (3D) con texturas fotorealistas

• La información topográfica es obtenida por Modelos Digitales de Elevación (MDEs) o Modelos Digitales de Superficies (MDS)


Algunas Alternativas para la Generación de MDEs

1. Curvas de nivel • (digitalización), atributación,

interpolación, transf. de datum/proyección y ajuste

1. Vuelo aerofotogramétrico• Puede ser problemático en

zonas de alta nubosidad y densa vegetación.

1. SPOT 5 estéreo.• Amplia cobertura (60x60

kmts). Precisión altimétrica 5-10 mts

1. Ikonos/QB estéreo• Precisión altimétrica 10 mts.

variable

5. ASTER• Amplia cobertura (60x60

kmts). Precisión altimétrica 10 mts

6. InSAR. Interferometría• ERS 1/2, Envisat, Radarsat,

JERS. Precisión milimétrica

6. SRTM• Datos homogéneos de

precisión altimétrica 16 mts. Sensor de RADAR

6. Radargrametría• Radarsat. Precisión para

actualización cartográfica a escala 100.000 y generación a 250 mil

6. LiDAR• Para trabajos locales.

Precisión altimétrica 10 cm y capacidad multiretorno.

10. GTOPO30• 18-152 mts. Para

Telecomunicaciones


Modelamiento de Terreno con MDEs


Mejorando la Participación Pública

! Mejor comunicación de la información geoespacial !

Los años 80

Algunos se han quedado atrás en la evolución

Hoy


Demostración

Mundos virtuales: Imágenes interactivas e inteligentes en 3D


Fotogrametría

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Consultor

Geoinformática y Modelación Ambiental

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