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Geofísica

Alumnos:Carlos Eduardo Prados Izquierdo

Miguel Angel Olan AlpucheEustolio Gallardo Meza

Aldo Romano ReyesCarlos Lindsay Arias

Gerardo Rodriguez JimenezIvan Sanchez Zabala

David Ernesto Mendez Javier

Ingeniería PetroleraGrupo: B Grado: 2

Maestro:Carlos Genaro

Fotogrametría La fotogrametría es una técnica para determinar las propiedades geométricas de los objetos y las situaciones espaciales de seres vivos a partir de imágenes fotográficas. Puede ser de corto o largo alcance.

La palabra fotogrametría deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, y "gramma", trazado, dibujo), como algo listo, disponible (una foto), y "metrón", medir.

Por lo que resulta que el concepto de fotogrametría es: "medir sobre fotos". Si trabajamos con una foto podemos obtener información en primera instancia de la geometría del objeto, es decir, información bidimensional. Si trabajamos con dos fotos, en la zona común a éstas (zona de solape), podremos tener visión estereoscópica; o dicho de otro modo, información tridimensional.

Básicamente, es una técnica de medición de coordenadas 3D, también llamada captura de movimiento, que utiliza fotografías u otros sistemas de percepción remota junto con puntos de referencia topográficos sobre el terreno, como medio fundamental para la medición.

En resumen es la ciencia que desarrollada para obtener medidas reales a partir de fotografías tanto terrestres como aéreas, para realizar mapas topográficos, mediciones y otras aplicaciones geográficas.

FotointerpretaciónSe trata de estudiar por medio de un estereoscopio, un par de fotografías aéreas con sobre posición, tomadas, a fin de obtener un relieve tridimensional en el que se aprecien las rocas, contactos geológicos, echados y topografía (ríos, arroyos, casas, caminos, montañas, etc.). Después de marcar estas fotografías pueden construirse mosaicos y posteriormente ser incorporados a mapas topográficos con un control terrestre, de preferencia, en el cual se obtendrá un mapa foto geológico.

Cámaras Fotográficas AéreasLas cámaras fotogramétricas que se emplean para tomar fotografías desde los aviones son poco parecidas a las ordinarias, estando todos sus elementos adaptados al trabajo especial que realizan. Se dividen en dos grandes grupos: cámaras de mano y cámaras automáticas; las primeras se emplean cuando solo se necesitan vistas aisladas o muy poco seguidas y las segundas cuando hay que hacer un gran numero de fotografías seguidas.

Las cámaras automáticas, llamadas cinematográficas o toposeriógrafos, son las verdaderas cámaras fotogramétricas aéreas, van situada sobre el piso del avión por intermedio de una suspensión antivibrante y llevan una serie de dispositivos para que las operaciones propias de obtención de fotografía se realicen de un modo automático.

Las cámaras fotogramétricas aéreas están constituidas por las cámaras propiamente dichas, un almacén de negativos y un dispositivo de mando.

Barredor Térmico InfrarrojoLa radiación infrarroja se genera por vibración y rotación de los átomos y moléculas dentro de cualquier material con temperatura mayor al cero absoluto. Esto significa, prácticamente, que todo lo que existe en la tierra radia energía en la porción infrarroja del espectro.

Capta las radiaciones infrarrojas en tierra y las convierte en señales eléctricas que son amplificadas y permiten, finalmente, la obtención de una franja continua de imagen térmica del área cubierta por el vuelo, en la radiación correspondiente a su temperatura.

Radar Oblicuo AéreoEl Radar es un sistema electrónico que permite detectar objetos y determinar la distancia a que se encuentran proyectando sobre ellos ondas de radio que son reflejadas por el objeto y que al ser recibidas de nuevo por la antena del radar permiten calcular la distancia a la que se encuentra el objeto, en función del tiempo que tardó en ir y volver la señal de radio

El radar aéreo de vista lateral o radar oblicuo aéreo (SLAR) se considera un sensor activo; se utiliza montado en un avión y permite obtener “imágenes” de porciones del terreno localizadas a estribor de las líneas de vuelo del avión. Este instrumento consta esencialmente de tres elementos; una antena transmisora montada en el exterior del avión, que envía, lateralmente, haces cortos de microondas que inciden sobre el terreno, cubriendo un área aproximadamente circular; una antena receptora, montada también en el avión, capta la energía reflejada por el terreno y un sistema electrónico donde un detector transforma las variaciones de energía incidente en variaciones de intensidad fotoconductiva que impresiona una película punto por punto y, de esta manera, produce “imágenes” de radar.

Rayo LaserLIDAR (un acrónimo del inglés Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging) es una tecnología que permite determinar la distancia desde un emisor láser a un objeto o superficie utilizando un haz láser pulsado. Al igual que ocurre con la tecnología radar, donde se utilizan ondas de radio en vez de luz, la distancia al objeto se determina midiendo el tiempo de retraso entre la emisión del pulso y su detección a través de la señal reflejada. En general, la tecnología lidar tiene aplicaciones en geología, sismología y física de la atmósfera.

Es un sistema que permite obtener una nube de puntos del terreno tomándolos mediante un escáner láser aerotransportado (ALS). Para realizar este escaneado se combinan dos movimientos. Uno longitudinal dado por la trayectoria del avión y otro transversal mediante un espejo móvil que desvía el haz de luz láser emitido por el escáner.

Para conocer las coordenadas de la nube de puntos se necesita la posición del sensor y el ángulo del espejo en cada momento. Para ello el sistema se apoya en un sistema GPS diferencial y un sensor inercial de navegación (INS). Conocidos estos datos y la distancia sensor-terreno obtenida con el distanciómetro obtenemos las coordenadas buscadas. El resultado es de decenas de miles de puntos por segundo.

Los componentes del LIDAR son:

• ALS Escáner Láser Aerotransportado. Emite pulsos de luz infrarroja que servirán para determinar la distancia entre el sensor y el terreno.

• GPS Diferencial. Mediante el uso de un receptor en el avión y uno o varios en estaciones de control terrestres (en puntos de coordenadas conocidas), se obtiene la posición y altura del avión.

• INS Sistema Inercial de Navegación. Nos informa de los giros y de la trayectoria del avión.

• Cámara de video digital (opcional), que permite obtener una imagen de la zona de estudio, que servirá para la mejor interpretación de los resultados. Esta puede montarse en algunos sistemas junto al ALS.

• Medio aéreo. Puede ser un avión o un helicóptero. Cuando se quiere primar la productividad y el área es grande se utiliza el avión, y cuando se quiere mayor densidad de puntos se usa el helicóptero, debido a que este puede volar más lento y bajo.

Las medidas obtenidas por los tres componentes principales, ALS, GPS y IMU, se toman con una misma etiqueta de tiempos acorde con el GPS. De esta forma después se pueden relacionar fácilmente en el cálculo posterior.

El sistema Lidar obtiene también la siguiente información:

Por cada pulso emitido puede captar 2 o más ecos. Esto nos permite recoger información a diferentes alturas. Por ejemplo, si estamos sobrevolando una zona arbolada, el primer eco puede responder a la copa de los árboles y el último a la superficie terrestre.La intensidad reflejada. Puede ser muy útil para la clasificación posterior.

Por tipo de láser:

LIDAR de pulsos. El proceso para la medición de la distancia entre el sensor y el terreno se lleva cabo mediante la medición del tiempo que tarda un pulso desde que es emitido hasta que es recibido. El emisor funciona emitiendo pulsos de luz.

LIDAR de medición de fase. En este caso el emisor emite un haz láser continuo. Cuando recibe la señal reflejada mide la diferencia de fase entre la emitida y la reflejada. Conocida esta solo hay que resolver el numero de longitud de ondas enteras que ha recorrido (ambigüedades).

Por tipo de escaneado:

Líneas. Dispone de un espejo rotatorio en una solo sentido que va desviando el haz láser. Produce líneas paralelas en el terreno como patrón de escaneado. El inconveniente principal de este sistema es que al girar el espejo en una sola dirección no siempre tenemos mediciones.

levantamiento fotogramétricoEs fundamental antes de comenzar a tomar las imágenes que nos centremos en terreno u objeto que pretendemos abarcar y realizar una lista de requerimientos previos. Independientemente de lo complejo o sencillo que sea la orografía del terreno, conviene no perder de vista que todos los trabajos van a seguir un esquema similar.

• Planificación del vuelo aerofotogramétrico: En función de la finalidad del trabajo se determina la escala del vuelo y la focal, la superposición longitudinal y transversal. Se planifican los ejes de vuelo de forma tal que se cubra toda la zona de interés. Se determinan las coordenadas geográficas de los puntos de entrada y salida de cada recorrido, las cuales guiarán al navegador del avión aerofotogramétrico.

• Control del vuelo aerofotogramétrico: En esta etapa se controla que todos los requisitos que hacen al vuelo (nitidez, superposición lateral y longitudinal, giros, etc.) se encuentren dentro de las tolerancias establecidas. Se realiza el control geométrico perspectivo del mismo.

• Planificación y ejecución del apoyo de campo: En la etapa de planificación se determina la cantidad y ubicación de los puntos de campo.

• Planificación de la aerotriangulacion: Esta etapa se encarga de densificar la cobertura fotográfica con una serie de puntos fotogramétricos que servirán en etapas posteriores a la perfecta orientación del par estereoscópico.

• Aerotriangulación: En esta etapa se colocan en el estereorestituidor cada uno de los pares, procediendo a orientar el modelo y leyendo en un sistema de coordenadas locales cada uno de los puntos de campo y fotogramétricos que intervienen en el modelo, obteniendo así coordenadas X, Y, Z locales.

• Cálculo de la aerotriangulación: Para llevar todas las coordenadas al sistema de campo, se procesan todos los valores con un programa de ajuste espacial (COBLO RER) compensa en bloque y detecta automáticamente errores excesivos. El programa determina el error medio cuadrático del bloque, las coordenadas de los puntos en el sistema de campo y los desvíos de las coordenadas X, Y, Z.

• Orientación de los modelos estereoscopicos: Una vez obtenidas las coordenadas de todos los puntos fotogramétricos (mediante la aerotriangulación) más las coordenadas de los puntos de campo se prepara un mapa digital que va a ser la base de la restitución. Para ello se coloca en el aparato restituidor las mismas diapositivas utilizadas en la aerotriangulación y se ajusta el modelo espacial a los valores obtenidos en el paso anterior, quedando el modelo estereoscópico perfectamente orientado con la realidad.

• Restitución planialtimétrica: Una vez obtenidas las coordenadas de todos los puntos fotogramétricos (mediante la aerotriangulación) más las coordenadas de los puntos de campo se prepara un mapa digital que va a ser la base de la restitución. Para ello se coloca en el aparato restituidor las mismas diapositivas utilizadas en la aerotriangulación y se ajusta el modelo espacial a los valores obtenidos en el paso anterior, quedando el modelo estereoscópico perfectamente orientado con la realidad.

• Edición: Una vez realizado el levantamiento general del modelo, es controlado, revisado y corregido, mediante software apropiado,