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Cátedra de Fotogrametría – Año 2011___________________________________ Unidad 5: Fotogrametría Digital

Trabajando con Photomod Lite 5.1 ______________Página 1_______________ Prof. Titular MSc. Ing. Carlos Lizana

Fotogrametría Digital 2011

Utilización de PHOTOMOD como estación fotogramétrica digital (DPS)

Con el propósito de afianzar algunos conceptos teóricos de las Unidades: 4: Aerotriangulación y 5: Fotogrametría Digital, realizaremos una aplicación utilizando un software denominado PHOTOMOD en su versión Demo LITE PHOTOMOD 5.1 del año 2011, de la empresa RACURS SA (Rusia).

Este programa está conformado por varios módulos que se convocan

desde el menú principal y están orientados a la solución de distintos aspectos del aprovechamiento de bloques de imágenes digitales estereocópicas

Help: En primer lugar se encuentra la Ayuda organizada en seis manuales que contienen toda la información a) general, b) para la creación del modelo, c) para organizar, medir y d) compensar la aerotriangulación, e) procesamiento de los modelos y del bloque y f) construcción del ortofotomosaico. Editor de Cámara: Permite la introducción de los datos de calibración de las cámaras utilizadas en distintos proyectos. Editor de Sistemas de Coordenadas: permite definir los parámetros de sistemas de proyección que no estén disponibles en el programa principal. Geocalculador: Programa para transferir coordenadas entre sistemas.

PHOTOMOD 4.x Projects Converter: Convertidor de Proyectos de la versión anterior PHOTOMOD 4.x PHOTOMOD 5 Lite: Arranque del programa. PHOTOMOD Control Panel: Permite agregar y modificar carpetas dentro del proyecto PHOTOMOD Explorer: Explorador de Recursos propios de PHOTOMOD que visualiza la estructura del árbol de las carpetas del proyecto. PHOTOMOD Mosaic: Programa para la elaboración de ortofotos. PHOTOMOD Raster Convert: Permite la conversión de archivo de imágenes al formato propio de trabajo. PHOTOMOD System monitor: Controla el cumplimiento de las condiciones necesarias del monitor. PHOTOMOD Vector: Programa especial para realizar levantamientos de datos vectoriales. Uninstall PHOTOMOD: Desintalador del programa

Este documento pretende orientar a los alumnos en la realización de una

actividad de aprendizaje asistida, donde aplicaremos alguno de los aspectos a



tener en cuenta en el proceso de Aerotriangulación, Orientación de fotogramas digitales y conformación de bloques de modelos para obtener las formas y medidas del terreno (restituir) a partir de sus imágenes estereoscópicas.

Utilizaremos para ello un bloque de seis fotogramas en dos corridas del

vuelo de la Dirección Provincial de Catastro del año 2005, a escala 1:5000 y escaneado con una resolución de 16 m, equivalentes a 8 cm en el terreno.

Cada imagen está almacenada en formato JPG, tiene un tamaño de 15,8 Mbyte y representan una matriz de 14434 x 14434 píxel.

Como apoyo se cuenta con 9 puntos medidos como PAC (Puntos de Apoyo Cartográfico), localizados en las ochavas de algunas esquinas de la zona del proyecto SICAT del año 1994.

Para comenzar a trabajar cada alumno dispondrá de una carpeta

denominada FOTO2011 con la siguiente estructura: APOYO: contiene un archivo con las coordenadas de

los Puntos de Apoyo (PAF) en formato txt y una carpeta con las imágenes de los PAF en los fotogramas con una ampliación a modo de Croquis de ubicación en formato jpg. IMÁGENES: con las seis imágenes originales que cubren la zona de trabajo. MAPAS: Contiene algunos mapas digitales de la zona

en formato shp, para importar desde PHOTOMOD. MODELOS: Carpeta para exportar, importar modelos desde

PHOTOMOD. RESULTADOS: Carpeta para almacenar resultados del trabajo. VECTOR: Carpeta para guerdar el trabajorealizado con el Módulo

VECTOR de PHOTOMOD. Estos datos serán entregados al comenzar la práctica o podrán

obtenerse del Campus virtual de la Cátedra y deberán ser cargados en una carpeta de trabajo del alumno.



Cargando PHOTMOD 5 LITE

Antes de cargar el programa y a los fines de asegurar los datos de su práctica cree una carpeta en el disco C con el nombre “Datos Photomod lite 5”.

C:/Datos Photomod lite 5

Una vez completado esta tarea, ejecute el programa Ph_51_1076_En_Lite.exe, que le será entregado al comenzar la práctica o bien podrá obtener desde C:/cefocca.unsj.edu.ar/campus, ingresando como alumno en la cátedra de Fotogrametría Clases 2011 – FTP Atlas …… Ejecutando dicho archivo se presentarán una serie de ventanas según el siguiente orden

Le indicamos que continúe (Next), en cada una de ellas

Aceptamos la ruta de almacenamiento y el nombre de las carpetas donde se almacenará el Programa.



El nombre del acceso directo (shortcut) en el Escritorio: “PHOTOMOD 5 Lite”

Y comienza la instalación .!

Una vez terminada la instalación (Finish), el programa nos pide que le asignemos un nombre a la carpeta donde almacenará los recursos propios del trabajo.



Por defecto crea una carpeta C:/ PHOTOMOD5.VAR, cuyo nombre conservaremos. Una vez aceptada esta condición y sin marcar la opción de trabajar los datos del perfil en forma centralizada, PHOTOMOD 5 Lite nos lleva al Panel de Control, donde definiremos un espacio de trabajo que denominaremos “Perfil Local 1” (nombre elegido a los fines de la práctica)

Al crearse este nuevo perfil debemos asignarle un nombre a las carpetas virtuales y los lugares donde se almacenaran los recursos propios del sistema y que solo podrán consultarse

con el explorador propio de PHOTOMOD. El programa asume que dispone de toda la memoria del disco C.

En nuestro caso le llamaremos “Carpeta Virtual 2011” y replicaremos los datos del proyecto en la carpeta (fólder) C:/Datos Photomod lite 5, que hemos creado al comenzar el trabajo. Finalmente el Panel de Control quedará “seteado” de la siguiente forma.

Nota: Al

Panel de Control se puede entrar con el botón derecho del mouse, sobre el icono

, que se encuentra en el borde inferior izquierdo de la pantalla (barra de tareas del menú Inicio)



Una vez definidas estas cuestiones referidas al almacenamiento de los datos del programa y del trabajo, podemos cerrarlo y convocarlo nuevamente desde el icono que se ha instalado en el escritorio.

Un mensaje en el centro de la pantalla nos recordará que se trata de una versión DEMO y que tendremos algunas limitaciones en su utilización. Le diremos OK y se desplegará la ventana del Administrador del Proyecto (Project Management).

Desde acá podremos crear, copiar, eliminar, realizar un backup y recuperarlo, conectar con otros, e importar proyectos creados con la versión anterior.

Comenzaremos creando un nuevo proyecto que

llamaremos Proyecto1

Que describiremos como “Zona del parque de Mayo”, indicándole que el

trabajo utilizará imágenes provenientes de una proyección central, será referenciado a Gauss Krüger, Campo Inchauspe, seleccionando este sistema de coordenadas desde la base de datos internacional que posee el programa. Las alturas se encuentran entre 600 y 700 metros y automáticamente nos asigna un lugar en la “Carpeta Virtual 2011” que creamos en el proceso de instalación. Una vez marcada esta carpeta, al pié de la ventana nos indicará el camino (path) donde se almacenará el Proyecto1 como recurso interno, y al que solo podremos acceder con el Explorador de Photomod. Paralelamente se



habrá creado en C:/Datos de Photomod5, una carpeta con datos del Proyecto 1, que podremos consultar con el explorador de Windows.

Antes de continuar con el

proyecto vamos a mejorar la presentación de la ventana principal de trabajo de PHOTOMOD 5 Lite, dejando solo el menú principal y desactivando los submenús, desplegados y que por ahora no vamos a necesitar. Para ello vamos a la ventana principal y cerramos todos los submenús desplegados en la pantalla

. Para comenzar a armar el bloque de modelos

con el que vamos a trabajar, debemos transformar las imágenes entregadas en el archivo FOTO 2011/IMÁGENES en formato jpg al formato de POTOMOD. Para ello iremos al Módulo “Raster

Converter” accionando el icono desde la barra de tareas, con el botón derecho y seleccionando del menú desplegable la opción correspondiente.

Se ejecuta el programa de conversión y se despliega la siguiente

ventana donde debemos elegir la carpeta que contiene las imágenes iniciales C:/FOTO2011/IMÁGENES e inmediatamente selecciona todos los archivos de imágenes que tiene la carpeta seleccionada.



Para cargar las imágenes de salida en formato MS TIFF,

seleccionaremos la opción: recursos de Photomod y crearemos una nueva carpeta “Imágenes” dentro de Proyecto1, con

el Explorador de Photomod que nos permitirá agregar una carpeta, con la

herramienta Una vez completado este

procedimiento, nos quedará definido el camino /Carpeta Virtual 2011/Proyecto1/Imágenes, para almacenar los archivos con las imágenes transformadas.

A continuación seleccionaremos las seis imágenes en la parte superior

de la ventana y con el icono , se agregan en la parte inferior.



Eligiendo el icono , se construyen las imágenes piramidales y con el

icono se realizan las correcciones radiométricas. Podemos aplicar la corrección automática que nos propone el programa recortando los niveles de las tres bandas un 0.07 % a la izquierda y a la derecha.

Formación del Bloque Una vez cargadas las imágenes en la carpeta virtual, debemos

comenzar a armar el bloque, que para nuestra práctica está formado por dos corridas (strip) de tres fotogramas cada una. Para ello vamos al menú principal y seleccionamos la opción

le asignamos un nombre a la primera corrida

(corrida 13)

y comenzamos a

convocar las imágenes desde el archivo de datos o desde la carpeta de recursos

Seleccionamos las imágenes que conforman la corrida 13 y se abrirán en la pantalla principal. Repetimos el procedimiento para cargar la corrida 14, agregando una nueva faja (strip)



El resultado se muestra en la siguiente pantalla Para poder organizar el bloque debemos observar las imágenes en

forma individual y rotarlas y trasladarlas de modo tal que la superposición se corresponda entre fotos consecutivas y entre corridas. Para ello volvemos al menú principal y seleccionamos Block / Block layout / W/o layout

Observando detenidamente las

seis imágenes se advierte que todas deben ser giradas 90° y cambiado el orden en la corrida. Para eso existen las herramientas necesarias en el Editor del bloque.

El resultado final sería:



Una vez ordenado el bloque, podemos armar una salida con las

imágenes superpuestas utilizando el icono del menú principal y eligiendo la opción Build con los parámetros predefinidos en la siguiente ventana

Al indicarle que comience

el proceso (Start) se realizará un trabajo de correlación de rasgos coincidentes (Feature matching) entre las imágenes.

El resultado final muestra un

mosaico integrado y semi continuo Sin embargo este procedimiento automático no resulta siempre

conveniente, por lo que se recomienda seguir el camino manual definiendo los denominados “quick ties” que enlazarán las imágenes del bloque de manera mas precisa.



Construcción del Layout del bloque en forma manual (recomendable)

La construcción del Layout (forma) del bloque tiene por objetivo obtener un mosaico aproximado con los fotogramas que conforman el bloque.

Elegiremos el modo manual porque resulta más confiable que el modo automático que puede usarse en esta versión 5.1, pero que ya no ha sido incluida en la versión 5.2.

Para ello se comienza ordenando correctamente los fotogramas, según

la secuencia en que han sido obtenidos por corrida y por fajas, debiendo quedarnos una configuración tal como esta:

A partir de aquí comenzamos la composición manual del layout del

bloque accionando sobre el icono .

Se presentará la ventana “Bolck Layout” y operaremos del siguiente modo:

1- Elegimos el modo “Inicial aproximation overlap” solo con los datos de la superposición longitudinal y lateral (p.e.: 60, 30). Tildamos las casillas correspondientes



Y obtendremos, luego aplicar (Apply) el siguiente resultado: Acá podemos observar la forma aproximada del bloque.

2- A continuación deshabilitamos la opción de conexión entre fotogramas y fajas y volvemos a la condición anterior.

3- Ejecutamos

la opción:

y se creará en la ventana del proyecto un

layer con el nombre “QuickTies” con el lápiz en el cuadro correspondiente, que indica que está en edición. Los quick ties son puntos imágenes comunes entre fotogramas y que actúan como vínculos transitorios, para empalmar las imágenes que conforman el mosaico o layout.

4- Identificamos la zona de superposición entre los primeros dos

fotogramas de la primera corrida y buscamos puntos comunes (al menos dos o tres por fotograma).

NOTA: En este procedimiento usaremos las siguientes herramientas:

a) zoom a una zona: pulsando simultáneamente los botones “Control” y “Alt” del teclado y arrastrando el mouse, o bien manteniendo apretadas las teclas “Control” y “Alt” y moviendo la rueda del mouse

b) ajuste de la posición de la marca de medición: con las flechas del teclado

c) “panéo”: con botón izquierdo del Mouse, manteniendo apretada la tecla “Alt”



5- Una vez identificado un punto en el primer fotograma en la primera corrida, lo fijamos con la tecla “Insert”. Aparecerá una imagen como esta

Localizamos el punto homologo en el siguiente fotograma y nuevamente lo fijamos con “Insert”. Aparecerá una línea celeste que une ambos puntos.

Del mismo modo procederemos

con otros dos puntos y repetimos el procedimiento en el resto de los pares de fotogramas.

6- Una vez completada las mediciones,

seleccionaremos las casillas de conexión entre fotos de una misma corrida, accionaremos la opción “Apply” y se ajustarán las imágenes del Layout del siguiente modo.



7- Ahora encontraremos puntos comunes en la zona de superposición lateral entre ambas corridas y procederemos del mismo modo que trabajamos anteriormente.

Una vez completada la localización de los “quick

ties”, habilitaremos las casillas de conexión entre fajas y aplicando esta selección, obtendremos el siguiente resultado final

Este Layout representa un mosaico aproximado del bloque de

fotogramas de la zona de trabajo y nos permitirá ubicar los puntos de apoyo y de enlace en los próximos pasos.



Orientación de los Modelos Estereoscópicos Una vez armado el bloque estamos en condiciones de comenzar con el

proceso de Orientación de los Modelos, comenzando por a) la Orientación Interna de las imágenes del bloque, b) la medición de los PAF en las imágenes, c) la Orientación Relativa entre Modelos, d) la costura de las corridas o fajas, e) la Aerotriangulación y el ajuste del bloque Orientación Interna de las imágenes del bloque La Orientación interna consiste en la recomposición del haz perspectivo

original, es decir volver a reconstituir la forma del haz de rayos que dio lugar a la imagen. Para ello es necesario localizar el Centro Fiducial de la imagen, representado indirectamente por las marcas fiduciarias y a partir del cual se referencia el Punto Principal de mejor Simetría (PPS), la distancia focal de calibración y la distorsión del sistema óptico de la cámara fotogramétrica.

Para introducir en el programa estos datos de la cámara debemos acceder al menú principal desde la opción

Desde el

administrador de las cámaras del proyecto (Manage project camera), agregaremos una cámara con los datos correspondientes a la utilizada en nuestro

proyecto.

Los datos de la cámara obtenidos del certificado de calibración son los

siguientes



Una vez introducida esta información, seleccionamos los seis

fotogramas y le indicamos al programa que le asigne los parámetros de esta cámara a cada una de ellas.

Una vez ejecutada esta

acción estamos en condición de continuar con la Orientación Interna, para lo cual seleccionamos el primer fotograma (UNSJ-C14-24)

A los fines de la Práctica los datos serán entregados en un archivo disponible en la carpeta FOTO 2011/CAMARA/Carl Zeizz LC 1015.x-cam, desde donde se podrán importar



y con el icono , damos comienzo a las mediciones de las marcas fiduciales de cada una de las seis imágenes.

Se presentará la siguiente ventana

donde puede observarse la imagen con una cruz roja en el centro, y todos los datos

asociados a ella (nombre, número de pixel, focal de la cámara y coordenadas de las marcas en el sistema de la imagen con origen el Punto principal en milímetros,etc). El sistema del monitor tiene origen abajo a la izquierda de la imagen y por lo

tanto las coordenadas aproximadas del centro (cruz roja) son 7217 (pix) en X y 7217 (pix) en Y, ya que representan la mitad del tamaño de la imagen en píxel.

En este momento debemos encontrar el sentido del sistema de la imagen, para lo cual tendremos en cuenta que el sentido de las X es siempre perpendicular al margen donde se imprimen los datos del fotograma. Este lado es siempre reconocible porque muestra una zona negra mas gruesa en dicho borde. De esta manera sabremos que la marca fiduciaria número uno es la que está en el centro del lado opuesto

En este momento resulta conveniente cambiar el color de la marca.

Utilizaremos para ello el icono y le asignaremos un color amarillo.



Ahora si estamos en condición de

comenzar con las mediciones. Haremos un zoom, centramos la marca y accionamos “Measure mark” . Habremos obtenido las coordenadas de la marca uno en el sistema del monitor.

El paso siguiente es localizar la marca dos,

que se encuentra en la dirección opuesta a la uno. La marca número tres la ubicará automáticamente en el lado derecho y

la cuarta en el lado izquierdo, quedando definido así el sentido del sistema de la imagen en relación al monitor.

Completadas las cuatro

mediciones, en la tabla se muestran los valores residuales de las mediciones, pudiendo elegir con que método se ajustarán. Puede seleccionarse entre Helmert, Afin y Perspectiva. Si cambiamos el método de ajuste podremos ver como se modifican los errores residuales en X e Y. Nosotros trabajaremos con la transformación Afin.

Si estamos de acuerdo con los resultados podemos aplicar la transformación y pasar al próximo fotograma con la ayuda de

las flechas . A partir de la segunda foto la medición es asistida, pero debemos tener cuidado al cambiar de corrida porque los fotogramas estan girados 180°.



Completada la medición volvemos al Administrador y podemos recorrer todas las imágenes revisando el sistema de coordenadas asociado y pedir un

reporte de los resultados de la Orientación Interna . Admitiremos una tolerancia de 1 pixel

en el error medio cuadrático (RMS), a los fines de la práctica

Antes de dar por concluida esta etapa que corresponde a la Orientación

Interna de los fotogramas, podemos revisar las mediciones de cada uno de ellos en cada corrida.

Una vez terminado el proceso de Orientación Interna de todos los fotogramas el programa está en condiciones de calcular el valor promedio de un píxel en milímetros en el fotograma y aproximadamente en el terreno. Usaremos la opción Block / Set GSD (Ground Sample Distance), pidiendo desde el proyecto (from Project) el dato del valor del píxel en micrones, le indicaremos la escala del vuelo y nos dará el valor del píxel en el terreno

La Orientación Interna puede ser resuelta en forma automática o semiautomática por el programa, usando criterios de correlación. No se usará este camino para practicar el proceso y mejorar la interrelación con el programa.



Medición de los Puntos de Apoyo en las imágenes

Para dar comienzo a esta tarea debemos introducir las coordenadas de los PAF desde el menú principal Orientation / GCP list

Con el icono importaremos los datos de los PAF desde la Carpeta FOTO2011/ Apoyo/puntos de apoyo 2011/ y se deslegará la siguiente ventana

Le diremos que los datos vienen de un formato txt, separado por comas y en cuatro variables por línea, que corresponden a los campos: Name, X, Y, Z de la tabla. Para asignar los nombres a los campo, deben arrastrarse desde la ventana de Campos disponibles (Available fields) y colocarlos en el encabezamiento de cada columna de la tabla. Al darle OK se presenta otra tabla con la siguiente estructura, donde se la han asignado valores de 0.2 a la desviación

estándar de todos los valores medidos.



Completamos el proceso dándole OK a esta tabla de importación de datos. Se presenta una nueva lista con los PAF (GCP), donde se pueden editar los datos y reasignarles valores a la desviación estándar, como se observa en la siguiente tabla

Para identificar estos puntos y medirlos en las imágenes procederemos

del siguiente modo: a) Minimizamos la pantalla de Photomod

y desde el explorador de Windows

, convocamos el archivo de imágenes que se encuentra en FOTO2011/ Apoyo/Imágenes de puntos/ , donde encontraremos nueve imágenes correspondientes a la localización del punto en el bloque y una ampliación a modo de croquis para permitir la identificación en el fotograma. Se trata de imágenes jpg que podremos abrir con el Visualizador de Windows y tendremos una ventana flotante que minimizaremos para usarla mas adelante.

b) Volvemos a la pantalla principal de Photomod y habilitamos el submenu AT

y lo alojamos en la parte superior de la pantalla.

A continuación habilitamos la pantalla del Visor de Imágenes de

Windows y la acomodamos para obtener un ambiente de trabajo como el que se muestra en la siguiente pantalla



En la imagen del Visor se ha localizado la posición del Punto 1 (PAF), y una ampliación, con la que ubicaremos su posición aproximada en el mosaico.

c) Con la herramienta , del submenú AT, se habilitará un nuevo ambiente de trabajo donde se han seleccionado las imágenes que contienen la marca (cruz roja).

En esta pantalla tendremos en la parte superior las imágenes totalmente contenidas y en la parte inferior un zoom donde trataremos de localizar el punto a medir. Para ello disponemos de recursos de zoom y centrado, con los que nos ayudaremos para perfeccionar la medición. Tambien tendremos sobrepuesta a esta pantalla la ventana flotante con la imagen del punto a medir.



En la ventana inferior (Triangulation point) marcaremos el punto a medir

(Punto 1). Y con la herramienta de la ventana del zoom ingresamos el punto bisectado como Punto 1.

Repetimos la operación en ventana de zoom de la otra imagen y quedará medido en ambas fotos el primer PAF al darle OK.

Si deseamos trabajar con mas precisión podemos usar la opción de

medición estereoscópica accesible con icono disponible en la parte superior del menú.

Como no han sido eliminadas las paralajes verticales, se dispone de

varios comandos para mejorar la visión estereoscópica girando y desplazando una imagen respecto de la otra, hasta ver la marca posada en el punto a medir.

Para medir el siguiente punto (Punto 2), volvemos a desplegar el Visor de Imágenes de Windows y pasamos a la siguiente imagen con el icono de avance o retroceso del visor



Repetiremos el procedimiento para medir los nueve puntos de apoyo

(PAF). Debemos tener cuidado que al usar la herramienta , esté marcado en la tabla inferior, el punto que corresponde medir.

Una vez completada la medición podemos ver los puntos sobre el

mosaico (layout) de color amarillo aquellos que pertenecen a dos fotogramas y de color verde a tres (triplete).

Medición de los Puntos de enlace entre corridas (Ties)

Una vez medidos todos los PAF en el bloque vamos a medir puntos en la zona de superposición lateral con el propósito de enlazar (o coser) ambas corridas. Para ello volvemos a visualizar en el layout las corridas y elegimos seis puntos en cada modelo en la zona de empalme. Para trabajar mas cómodos podemos desde la ventana de temas desplegados, desactivar algunos niveles de información que complican la observación (accionar sobre el ojito).



Podemos seleccionar los puntos de costura mas o menos como se muestran a continuación:

Para identificar mejor los límites de la zona de localización de los puntos definiremos las prerregiones que representan la zona útil de cada modelo y que

podemos mostrar usando el recurso para su construcción siguiendo el camino definido en la ventana de la izquierda

Elegimos en la

siguiente ventana que se despliega, la opción indicada y tendremos el

resultado que se muestra en la pantalla principal.

+ + + + + + + + + + + + + +



Para realizar la medición marcamos un punto y elegimos el icono , del menú de la AT (Aerotriangulación), que selecciona los fotogramas que contienen la zona donde realizaremos las primeras mediciones. Observemos que la zona de superposición lateral entre ambas fotogramas está delimitada

por una línea azul. Una vez ubicado el punto en ambos fotogramas, indicamos que lo agregue como un nuevo punto en la imagen superior (zoom) con la herramienta

, y en la inferior con , de este modo se habrá generado un nuevo punto que automáticamente el programa ha

denominado *1 y asignado como tipo: tie. El punto aparece marcado en la imagen con color magenta indicando que no ha sido transferido a su correspondiente par estereoscópico (tarea que realizaremos mas tarde).

Se mide un nuevo punto *2 y se continúa hasta completar las mediciones. Medición de los puntos para la Orientación relativa en las zonas de Grüber Para comenzar con esta tarea volvemos a la pantalla principal, donde se encuentra el bloque de imágenes, seleccionamos un punto dentro del

primer modelo y accionamos el icono , del submenú AT, que nos permitirá acceder a la siguiente pantalla.



Como puede observarse están definidas las seis zonas de Grüber (cuadrados azules), donde debemos medir los puntos, utilizando en este caso las ventajas de apoyarnos en la correlación que nos ofrece el programa.

Para ello localizo un punto en la zona 1 dentro del primer fotograma, lo

aproximo en el segundo y con la herramienta , se localiza el punto homólogo por correlación. Antes de aceptarlo verifico el valor de la correlación en una ventana. Si estoy de acuerdo con el resultado, lo acepto y el punto se agrega a la tabla de puntos medidos, con el valor de la correlación con que ha sido medido.

Asumiremos 0.8 como valor mínimo de correlación. Sin embargo la aceptación definitiva se definirá por la observación en pantalla de la correspondencia entre las imágenes. En caso de no aceptarse la correlación como buena, podrá agregarse sin correlación o bien seleccionarse otro punto.

La imagen que actúa como referencia (“left” image) se marca con un

borde rosado y puede seleccionarse con el icono . Una vez medidos los seis puntos en el primer modelo, podemos ver en

la planilla de las mediciones (Triangulation points) en la columna “Max Y-par”, los valores residuales de las paralajes en “Y” de cada uno de los punto medidos. El programa realiza el cálculo de la Orientación Relativa en forma automática una vez leídos los primeros cinco puntos y compensa a partir del sexto.

Como sabemos el Proceso de Orientación Relativa consiste en eliminar

la paralaje en cinco pares de puntos homólogos y se eligen seis para ajustar los resultados. Esta condición nos asegura que todos los pares de rayos homólogos se intersecten y podamos asegurar la visión estereoscópica en todo el modelo. Para ello es necesario que las paralajes en “Y” medidas en al menos cinco puntos sean cero. Esta condición se logra aplicando las ecuaciones de colinealidad, que nos arrojan como resultado el valor de cinco parámetros de orientación que son los tres giros de la primera y dos de la segunda imagen para cumplir con la condición de intersección.

Esto puede verificarse pidiendo un informe (reporte) , que nos mostrará los siguientes datos:



Si dichos valores de paralaje están por debajo de 1 píxel, pasamos al

siguiente fotograma con la flecha , para formar el segundo modelo de la primera corrida y volvemos a medir los nuevos seis puntos en el segundo modelo.

Una vez medidos todos los puntos en los cuatro modelos, comenzaremos la tarea de transferir los puntos medidos en la zona de superposición lateral y de triple superposición (tripletes) a los pares contiguos.

Nos quedará algo similar a la siguiente ventana

Símbolos usados para identificar los puntos medidos:

estereoscópicamente

en zona de triple superposición

en zona de superposición lateral

fuera de la zona del modelo

Antes de dar comienzo al programa de Aerotriangulación, pedimos un reporte del estado de las paralajes residuales de las Orientaciones Relativas, ya que cada vez que introducimos un nuevo punto en algún modelo o modificamos su posición se recalcula dicha orientación automáticamente.

Los parámetros de tolerancia que fijaremos a los fines de la práctica son:1 píxel para el RMS de las paralajes residuales en Y, 1 píxel para los puntos en zona de triple superposición en XY y 2 píxel para Z. Además le indicaremos que verifique que haya más de seis puntos en las zonas de observación estereoscópica y dos en la de tripletes.



Aerotriangulación - Conformación del bloque

En este momento estamos en condiciones de armar el bloque de modelos en un único sistema, que puede ser libre, o bien ajustado al definido por los PAF. En el primer caso tendremos una idea de la calidad de las mediciones durante el proceso digital. En el segundo los resultados ajustados a coordenadas de terreno.

Para dar continuidad al proceso elegiremos del menú AT el icono (ajuste del bloque)

Definiendo como método de ajuste: Modelos Independientes, por bloque y con apoyo. Para el ajuste (Method parameters) el algoritmo de “Gradiente” y peso igual a 1 para todos los puntos. Para la definición de las

coordenadas del Centro de proyección, por resección (intersección inversa):10 puntos en una iteración.

En cuanto al reporte le indicaremos

que resultados nos interesa conocer y le indicamos que realice el

cálculo . Completado este proceso se desplegará la siguiente pantalla.

Los resultados del ajuste de la aerotriangulación, pueden analizarse a través de la observación en pantalla (valores de las coordenadas), puntos utilizados y excluidos en el ajuste, etc.



Consultando un Reporte podemos encontrar datos sobre las coordenadas del Centro de Proyección de cada fotograma, los coeficientes de la matriz de rotación y los

valores de los ángulos Alfa (Fi), Omega y Kapa. Las coordenadas de los puntos de apoyo luego del ajuste y las

discrepancias en X,Y y Z, con los valores originales. Las coordenadas de todos los puntos medidos. Detalles de los valores residuales por modelo, etc.

Seleccionando un punto en la ventana, podemos obtener

información completa usan do el icono . Para observar los errores residuales en forma vectorial,

usamos y ajustamos la escala de visualización.



Aprovechamiento de la información contenida en el bloque de modelos estereoscópicos.

Antes de comenzar con los procesos específicos, que pueden ser ejecutados desde Photomod, crearemos con su propio explorador algunas carpetas donde almacenaremos los resultados. Dentro de Proyecto 1/ Data, agregaremos la carpeta GRID y TIN.

Para definir subrregiones dentro del bloque,

asociadas a las zonas de mejor aprovechamiento de los modelos, usaremos la opción Build pre-regions, del menú Vectors y para crearlas la opción “4.x algorithm”.

Como resultado tendremos cuatro

poligonos que representa las regiones definidas dibujadas de color verde en la pantalla.

Creando una GRILLA (GRID) Para crear una grilla de puntos regulares procederemos de la

siguiente forma: a) Create layer desde el menú Vectors



b) Compute points automáticaly. Y

definiremos una grilla de 30 m x 30 m. Nos reurda que el píxel en el terreo tiene 0.079 m

c) Definimos el tipo de terreno con el cual se seleccionará el algoritmo de correlación a aplicar. Si lo vamos a aplicar a todo el bloque. Que utilice el valor medio de la cota de los modelos como elevación inicial. Nos da la superficie del área a trabajar, la cantidad de nodos. Podemos fijarle una precisión y definirle que borre los puntos redundantes cuando las cotas se repiten. Finalmente le diremos que despliegue en los resultados o que lo almacene en los recursos indicándole el camino, /Carpeta Virtual 2011/Proyecto1/Data/GRID

y el nombre de la grilla a generar (grilla30). Una vez aceptadas estas condiciones, el programa generará la grilla.



Creando un modelo TIN

A partir de los datos de la grilla podemos construir un modelo de datos TIN usando el camino TIN/ Create

Al terminar “guardar como” con el botón derecho sobre el tema TIN30 en el directorio TIN del Proyecto1

Las curvas de nivel pueden mejorarse utilizando polinomios de

interpolación que “suavicen” sus formas, utilizando para ello tres o más puntos que pertenezcan a la curva de ajuste. La opción está disponible en Vectors/Buid contours/Smooth model.



Definiendo la precisión en el modelo (0.1 m) y en la curva (1.0 m), el intervalo o equidistancia (2 m), el plano de comienzo (640 m)y la cantidad de puntos (5) para el suavizado, obtendremos la siguiente representación:

Eliminando los demás temas podremos ver

solo el resultado final de las curvas suavizadas Generando el DEM El próximo paso es la generación del DEM (Modelo Digital de Elevación), que podremos hacer desde el TIN o desde la grilla regular.

Si lo hacemos desde el TIN, definiremos el tamaño de la celda (10) y OK.

Nota: El modelo TIN puede exportarse con la extensión DBF y trabajarse como una estructura de datos vectoriales en ArcView 3.2 o ArcGis. Para ello debe habilitarse la extensión 3D Analys y DXF Conversion Extensión. Este trabajo podrá ser realizado al cursar Sistemas de Información Territorial.



El resultado es el siguiente: Activando el lapiz en la ventana de temas desplegados

y recorriendo el DEM observaremos en el borde izquierdo inferior de la pantalla como varían los valores de XY y Z , que representan las coordenadas en el terreno de la pocisión del cursor:

A partir del DEM construido con los datos originales podemos suavizar el modelo y recalcular las curvas de nivel. El resultado será similar al anterior. Debemos almacenarlo como DEM3010 en la carpeta DEM del Proyecto1. Una vez generado el TIN y el DEM, podemos realizar varias experiencias muy interesantes. Una de ellas es su observación en perspectiva 3D para lo cual podemos usar la opción Windows/3D Windows.

Desde esta nueva pantalla iremos desplegando los temas disponibles habilitando las opciones que nos

resulten más interesantes. Por ejemplo: Las líneas del tin3010 y las tramas de colores del dem3010suavisado.



Con las herramientas de visualización observaremos el modelo como una perspectiva en la que podremos modificar el punto de vista, exagerar las alturas, escalar, rotar y trasladar.

En monitores que lo permitan puede observarse la imagen de los fotogramas “drapeada” sobre el modelo perspectivo.

Otra opción interesante es la de exportar el DEM para continuar trabajándolo en otro ambiente como por ejemplo SURFER, para ello solo es necesario desde el menú DEM/Exportr/ elegir un formato conocido como Surfer ASCII grid o ArcInfo grid,etc y almacenarlo en una carpeta. También es posible importar archivos grid.

Desde este módulo se peden realizar comparación entre modelos, interpolar con celdas vecinas, densificar, etc.

La tercera cuestión a destacar y la mas importante es la posibilidad de

observar los modelos que conforman el bloque de modo estereoscópico. La hemos dejado para el final porque esta tarea requiere del uso de anteojos anaglifos y de cierta práctica para su aplicación.

El proceso se inicia seleccionando en pantalla un modelo sobre la cual queramos trabajar (por ejemplo el “UrSJ 14-25 /UrSJ 14-26”)y convocando esta

posibilidad con el icono del menú principal.

Para mejorar las condiciones

de trabajo desactivaremos todos los temas dejando solo las imágenes raster, que podremos ver estereoscópicamente con anteojos

anaglifos habilitando la opción y ajustando los colores (izquierda –

derecha) con la opción . El manejo de la marca de

medición es clave para poder medir en “Z”.



Para comenzar es conveniente posicionar la marca en una zona donde se

desea trabajar con los iconos que elimina la paralaje en X (es decir hace

coincidir el punto la imagen y la marca) y con , se libera. Con se fija la marca en el centro de la pantalla y se mueven las imágenes libremente, se

libera con (F6). Con , la marca se puede desplazar con el cursor y “acotar”

con la rueda del ratón. Con , se puede recorrer una línea con el ratón sin necesidad de hacer clic. A este modo de trabajo volveremos cuando restituyamos formas vectoriales como parcelas, calles, mejoras, etc.

En esta experiencia hemos definido los modelos TIN y DEM en forma

automática por correlación con el propósito de tener algunos datos para generar una ortofoto, pero en caso de necesitar mejores resultados, será necesario definir puntos acotados al terreno real, generando polilíneas que agreguen información como líneas de quiebre y generar los modelos incorporando estos datos en le cálculo.

Visualización y restitución de datos vectoriales Disponiendo de un modelo de la zona de

trabajo podemos importar datos vectoriales georreferenciados y tratar de visualizarlos dentro de Photomod. Para ello volvamos a la pantalla principal y desde el menú Vectors importemos un mapa en formato shapefile, que tenemos disponible en la carpeta FOTO2011/Mapas/parcelas2011.shp. Fijemos los parámetros indicados en la ventana

Obtendremos

Habilitando desde Windows



Podremos consultar los atributos del archivo en forma directa, haciendo doble clic sobre las líneas de las parcelas.

Desde acá podemos agregar, eliminar y editar atributos a la entidad seleccionada.

Levantamiento de polígonos que representen mejoras dentro de las

parcelas El trabajo de definir los límites de los objetos territoriales debe ser

realizado de modo estereoscópico, ya que debemos asegurarnos que la marca de medición se encuentra apoyada en el terreno.

Para ello desde el menú principal, nos ubicaremos en la zona del Complejo Universitario, quedando seleccionada el modelo “UrSJ 13-22 ,UrSJ

13-23” y activamos la opción , con la que desplegará una nueva ventana, donde elegiremos el icono para la observación estereoscópica

.

Quedando un nuevo

ambiente de trabajo, que requerirá del uso de anteojos anaglifos.



Para ajustar la correspondencia entre la imagen de los fotogramas y de la

marca de medición, se utiliza el icono , para eliminar la paralaje en X en el

punto bisectado y el otro , para cancelar dicha acción y comenzar a medir. Antes de iniciar la tarea de levantamiento propiamente dicha, definiremos

la Tabla de Códigos donde fijaremos las condiciones de los objetos geoespaciales que levantaremos en el siguiente proceso de captura de datos.

Para este ejemplo supondremos que deseamos capturar las canchas donde se practica algún deporte y las piletas de natación de la zona.

Empezaremos por crear una capa vectorial con clasificación (Vectors/Create layer with classifier), es decir con códigos prefijados

y luego desde Windows/Classifier, agregamos un layer que llamaremos “Piletas” y otro “Canchas”. Le introduciremos los datos (código, nombre, tipo,etc) y los atributos que deseamos agregarles.



Antes de comenzar con la digitalización habilitaremos la caja de herramientas para trabajar con vectores desde Windows/Toolbar/Vectors y elegiremos la que nos permita generar polígonos.

Posicionamos el primer punto a levantar de una cancha de fútbol y lo

introducimos con “Insert”, vamos al punto siguiente e insertamos el nuevo punto y así sucesivamente hasta completar el polígono. Para terminar apretamos “Enter”.

Para ingresar los atributos a los polígonos, primero debemos seleccionarlo y

luego desde Windows/Object/Attributs, cargar los datos (por ejemplo: Uso: “Cancha de Jockey”, tamaño:“Reglamentario”).

Luego de levantar algunas

canchas y algunas piletas, iremos a la ventana de temas y guardaremos la capa “Canchas y Piletas” (vectors ..) con el nombre Canchas y Piletas.

Esta capa de temas vectoriales puede ser exportada en otros formatos. Usaremos la opción shapefile

Seleccionaremos solo polígonos porque la capa es de esa naturaleza.



Los resultados pueden ser consultados hora desde un Sistema de Información Geográfica como ArcView, Kosmos, GVSIG, ArcGIS, etc. Como ejemplo usaremos KOSMO a ArcView según el software disponible.

Podemos observar que tanto la información de parcelas como las canchas y piletas se encuentra georreferenciada a un mismo sistema, lo que permite el tratamiento espacial de los diferentes objetos territoriales. Generando la Ortofoto El paso final que nos llevará a la confección de la ortofoto se inicia desde

el menú principal Proyecto/ Mosaic, habilitando un nuevo ambiente de trabajo donde crearemos un nuevo proyecto y comenzaremos agregando las imágenes con las que trabajaremos, desde Images/Open .



Desde alli agregaremos todas las imágenes del bloque y usando la opción tile vertically de Windows obtendremos la siguiente vista:

En cada imagen puede observarse una zona delimitada por un marco verde que representa la zona definida como útil de cada fotograma.

A continuación definiremos los parámetros con los cuales vamos a construir la ortofoto. Para lo cual usaremos Mosaic/Parameters e iremos completando con los datos que se muestran.



Usaremos el DEMsuavisado, y la cota promedio que nos propone el

programa. Como tamaño de la celda para la interpolación: 36. El tamaño de la celda para la imagen ortorrectificada: 2.5 m (por limitaciones del Demo.). Le pediremos que genere un archivo TIF con georreferenciación, para lo cual le indicamos que agregue el archivo TFW y le indicaremos que lo almacene en el directorio C:/FOTO2011/MOSAICO Respecto del ajuste radiométrico le diremos que utilice el del fotograma “UrSJ 13-24” y finalmente le indicaremos que no divida la salida en sub-mosaicos u hojas. El resultado será



Esta imagen podrá ser convocada desde otros software como Global

Mapper, Kosmo o ArcGis y complementada su aplicación para generar productos como los que se muestran a continuación

Global Mapper

Kosmoo

ArcGis

fotogrametría digital 2011 de photomod como estación ... · modelos y del bloque y f)...

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