monografía, la fotogrametría arquitectural digital y sus aplicaciones
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fotogrametríaTRANSCRIPT
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Universidad de Holgun Oscar Lucero Moya Facultad de Ingeniera
Departamento Ingeniera Civil
Monografa
La Fotogrametra arquitectural digital y sus aplicaciones
Autores: Dra. Ing. Ana Luisa Rodrguez Quesada Dr. Frank Navarro Tamayo Dra. Vernica vila Ayn Dr. Carlos Loch Dr. Pedro Castro Borges Dr. Paul Ochoa Arias Dr. Manuel Alczar Molina Dr. Rui Pedro Juliao Dr. Oscar Quintana Samayoa
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ndice
ndice
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RESUMEN ......................................................................................................................................... III
ABSTRACT ...................................................................................... ERROR!MARCADORNODEFINIDO.
INTRODUCCIN.................................................................................................................................. 1
CAPTULOIFUNDAMENTACINTERICADELAFOTOGRAMETRAARQUITECTURALDIGITAL(FAD)YSUSAPLICACIONES............................................................................................................................. 3
1.1 CONCEPTUALIZACIN.................................................................................................................91.2 FUNDAMENTOSDELAFOTOGRAMETRA. ................................................................................11
1.2.1 ETAPASDELAFOTOGRAMETRA..........................................................................................111.3 CLASIFICACINDELAFOTOGRAMETRA...................................................................................14
1.3.1 LAFOTOGRAMETRASECLASIFICAENTRESCATEGORAS...................................................17
CAPTULOIIPRODUCTOSFOTOGRAMTRICOSYSUSAPLICACIONES.................................................27
2.1 PRODUCTOSFOTOGRAMTRICOS ..........................................................................................2782.1.1 PRODUCTOSPARALAILUSTRACINESTEREOSCPICA .......................................................29
2.2 LAFOTOGRAFA.TIPOSDECMARAS .......................................................................................312.2.1 RECOMENDACIONESDECMARAS.SUSPROPIEDADES ......................................................33
2.3 SOFTWAREQUEPUEDENSERUTILIZADOSENFOTOGRAMETRA. ............................................35
CAPTULO3.LAFOTOGRAMETRACOMOHERRAMIENTAPARALACONSERVACINDEBIENESQUEFORMENPARTEDELPATRIMONIOCULTURALYARQUEOLGICO. .....................................................53
3.1 EJEMPLOSDETRABAJOSREALIZADOSPARALACONSERVACINDELPATRIMONIOMEDIANTEELUSODELAFOTOGRAMETRA.............................................................................................................533.2 APLICACIONESDELAESTEREOSCOPACONFINESARQUITECTNICOSYURBANSTICOS .....563.3 FOTOGRAMETRAAPLICADAALACONSERVACINDELPATRIMONIOENELCASCOHISTRICODELACIUDADDEHOLGUN..................................................................................................................61
CONCLUSIONESDELAMONOGRAFA ............................................. ERROR!MARCADORNODEFINIDO.
REFERENCIASBIBLIOGRFICA............................................................................................................65
II
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Resumen
Resumen
El presente documento presenta en forma de monografa una recopilacin y
sntesis de diferentes trabajos realizados en el mundo de habla hispana y Brasil
sobre la base terica, aplicacin e implementacin de la fotogrametra
arquitectural digital en sus diversas vertientes, haciendo nfasis en su uso en
proyectos de conservacin y restauracin de edificaciones con valores
patrimoniales, entre otras formas de patrimonio tangible. Para lograr los
objetivos se realiz una extensa bsqueda y recopilacin de informacin que
hasta el momento se encontraba dispersa en Internet o en artculos de revistas
seriadas, resumiendo los aspectos ms trascendentes en cada caso. El
resultado fue un material instructivo, muy apropiado para introducir a los
nuevos investigadores en el tema, en forma de monografa que abarca los
principales aspectos relacionados con la FAD y sus aplicaciones, en un
lenguaje de fcil comprensin. Fueron muy importantes los trabajos realizados
por la Universidad Federal de Santa Catarina, Brasil y por las investigaciones
conjuntas de todos los miembros de la REDFADC.
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Introduccin
Introduccin La fotogrametra se ha convertido en una herramienta valiosa en la recopilacin
de informacin, ya que permite introducir y guardar en una base de datos la
memoria grfica e histrica de edificaciones antiguas, as como la evaluacin,
monitoreo y manejo de las acciones de conservacin, integrando las tcnicas
de avanzada con el conocimiento cientfico multidisciplinario para establecer
planes estratgicos y programas de trabajo en aras de conservar las ciudades.
Un anlisis preliminar detect que la informacin sobre el tema se encontraba
dispersa; difcil de consultar si no se cuenta con un acceso estable y rpido a
Internet. La necesidad de que exista un material que permita la consulta para el conocimiento general y la aplicacin de las tcnicas fotogramtricas en la
gestin de proyectos de conservacin, constituye el problema cientfico de esta
investigacin.
Para organizar la informacin y crear la Monografa como material de consulta
se hizo un estudio preliminar sobre la Fotogrametra arquitectural digital (FAD)
en el mundo, empleando la metodologa cualitativa por permitir esta, la
investigacin bibliogrfica y documental; resultando una investigacin cuya
base terica la constituye la FAD y sus principales aplicaciones.
Durante la etapa de confeccin de este material surgieron varias limitaciones
como: los documentos existentes estaban en formatos protegidos que
dificultaron el uso de muestras grficas y fotogrficas; la mayor parte de la
informacin est en idioma portugus o ingls que fue necesario traducir para
poder utilizarla en obra.
La monografa est compuesta por tres captulos, en el primero se presenta la
evolucin histrica de la Fotogrametra, definiendo los conceptos
fundamentales que la constituyen, sus etapas, clasificacin, ventajas y
desventajas, y organismos internacionales que la representan.
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Introduccin
El captulo dos se refiere al enfoque actual de la Fotogrametra, as como los
productos fotogramtricos y la posibilidad de utilizar software para agilizar
procesos. Se hacen algunas recomendaciones especficas para la instalacin
de determinados software. En el Captulo tres se presentan ejemplos de aplicaciones fruto del trabajo de
los miembros de la REDFADC
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CaptuloI
Captulo I Fundamentacin Terica de la fotogrametra arquitectural digital (FAD) y sus aplicaciones. La fotogrametra es una disciplina resultado de la convergencia de la ptica, la
fotografa y las matemticas (especialmente la geometra proyectiva) para
realizar levantamientos de carcter cartogrfico. Crea modelos en 3D a partir
de imgenes 2D para adquirir las caractersticas geomtricas de los objetos.
Las imgenes son obtenidas por medios fotogrficos y la medicin se realiza
a distancia, sin que exista contacto fsico con el objeto.
La fotogrametra surgi como ciencia en 1840 y sus primeros pasos
corresponden a la ptica, la primera de estas ciencias que tuvo un aporte
fundamental en la captura y la reconstruccin de las imgenes. El desarrollo
terico y prctico de la ptica permiti la popularizacin entre los pintores de la
cmara oscura, la cual constituy la base de la cmara fotogrfica. Las
primeras emulsiones fotogrficas contaron con un aparato relativamente
perfeccionado y podan ser colocadas para captar la luz. Con la aparicin de la
fotografa se desarrollaron mtodos matemticos para el alzado de objetos
utilizando perspectivas, y luego el trazado de planos tambin fue puesto en
prctica con resultados satisfactorios. Todo esto comenz con levantamientos
de fachadas arquitectnicas y plantas de edificios a partir de fotografas
terrestres y ms tarde fueron utilizadas las fotografas areas en el
levantamiento de la cartografa de base.
Las primeras aplicaciones de la fotografa en el levantamiento de planos
vinieron de la mano del ingeniero francs Aime Laussedat (1819 1904),
considerado el fundador de la fotogrametra terrestre, el que con la ayuda de la
cmara lcida o clara, denominada Wollaston, reprodujo en 1849 las
caractersticas topogrficas sobre un plano a partir del dibujo de perspectivas.
El resultado fue la reproduccin grfica de la fachada del Hotel des Invalides de
Pars. Poco tiempo despus, y con el objetivo de lograr una mayor definicin de
los contornos y accidentes del terreno, emple una cmara oscura.
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CaptuloI
Estas primeras tentativas presentaron serios problemas para su aplicacin en
los levantamientos topogrficos. El dibujo de perspectiva a mano era un
proceso lento y obviaba detalles importantes para el trabajo cartogrfico. Su
precisin no poda ser muy elevada, dado que las cmaras utilizadas por
Laussedat no eran capaces de efectuar mediciones, problema que fue
solucionado con la invencin del daguerrotipo* que permiti al ingeniero
francs disear la primera cmara de aplicacin fotogramtrica.
Posteriormente en 1859, la empresa francesa Brunner, realiz los primeros
instrumentos topogrficos incorporando mecanismos de reproduccin
fotogrfica, todos estos esfuerzos dieron lugar a la utilizacin del mtodo metro
foto-topogrfico para el levantamiento de mapas.
En la segunda mitad del siglo XIX nuevas tcnicas e instrumentos aplicados al
levantamiento topogrfico y a la restitucin de mapas, contribuyeron con el
avance de la produccin cartogrfica. El desarrollo de la fotografa, la
progresiva adaptacin de los aparatos empleados a la topografa clsica y las
innovaciones en la restitucin, produjeron importantes cambios en el trabajo
topogrfico.
Figura 1.1. Coronel Aime Laussedat.1
* Daguerrotipo: Aparato para obtener imgenes. Procedimiento que permita fijar en
una placa metlica sensible; las imgenes obtenidas con la cmara oscura.
(1) Blachut, T., Burkhardt, R. 1988. Historical development of photogrammetric
methods and instruments. ISPRS, Falls Church.
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CaptuloI
El empleo de la fotogrametra terrestre, en relieves de complicado acceso, fue
un incentivo para emprender tareas cartogrficas ambiciosas y allan el camino
para la utilizacin de imgenes areas y la automatizacin del proceso
cartogrfico desplazndose hacia una nueva plataforma de toma: las
aeronaves. La ventaja de la perspectiva area fue notada y aplicada de
inmediato.
Los servicios cartogrficos oficiales fueron los ms interesados en esas
innovaciones, algunos embarcados en la renovacin de sus series nacionales y
otros en la culminacin de las mismas. El uso de las tcnicas fotogramtricas
tuvo diferentes alternativas tericas y mltiples soluciones en sus aplicaciones.
A comienzos de la dcada de 1860 el Ministerio de la Guerra Francs encarg
a Laussedat el levantamiento topogrfico de una extensin de 200 Ha de la
villa de Bue, prxima a Versalles, a escala 1:2.000. El plano resultante fue
deducido en un total de ocho imgenes fotogrficas con un trabajo de gabinete
de cuatro das. Con este levantamiento Laussedat demostr la posibilidad de
reconstruir la topografa de un territorio a partir de vistas fotogrficas. Poco
despus se procedi en Francia a la organizacin de una unidad foto-
topogrfica en el Cuerpo de Ingenieros Militares. A finales de la dcada de
1850 realizaban las operaciones de medida de la base geodsica espaola de
Madridejos.
En 1863 Antonio Terrero, profesor de astronoma y geodesia de la Escuela del
Estado Mayor del Ejrcito, propuso un concurso sobre la utilizacin de
imgenes fotogrficas en la elaboracin de mapas topogrficos. El concurso
fue ganado por Aime Laussedat con el trabajo realizado en las cercanas de
Versalles. El geodesta espaol haba desarrollado esta tcnica de forma terica
dando lugar a uno de los primeros fundamentos de la foto-topografa a travs
de la identificacin de puntos o el establecimiento de las relaciones entre el
objeto y sus fotografas (Terrero, 1982).
Las autoridades espaolas nombraron una comisin para el estudio de las
aplicaciones de la fotografa a la topografa dirigida por el Comandante de
Estado Mayor, Pedro de Zea. En el informe Pedro propuso a la organizacin de
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CaptuloI
brigadas topogrficas militares que aplicaran la fotografa al levantamiento y
reproduccin de planos (Torroja, 1913b).
El mtodo de intersecciones era eficiente para objetos de extensin reducida
como por ejemplo, los proyectos de ingeniera, todo lo contrario para la
resolucin de los miles de puntos de un mapa topogrfico.
El mtodo metro fotogrfico, derivado de los trabajos de Laussedat, tard
algunos aos en ser aplicado en su totalidad. Los primeros ensayos
fotogramtricos tuvieron un carcter aislado y experimental y fueron realizados
con la intencin de comparar los costes, el tiempo y la eficacia del mtodo con
los procedimientos tradicionales. Los pases con extensas reas alpinas fueron
los primeros en realizar dichos ensayos. En Francia la seccin foto-topogrfica
dirigida por el capitn de ingenieros Javary ensayaba los nuevos mtodos
desde 1863 en el macizo de los Vosgos. El Instituto Geogrfico Militar italiano
realiz en los Alpes los primeros trabajos fotogramtricos en 1878, dirigidos por
Michele Monzi. En Espaa se llevaron a cabo experiencias aisladas que
involucraron a topgrafos e ingenieros, as como a los servicios cartogrficos
oficiales. Destacar la publicacin en 1876 de unos estudios sobre la aplicacin
de la fotografa a la topografa del oficial de telgrafos Pedro de Borja Y
Alarcn. En Prusia naca en 1885 el Real Instituto de Fotogrametra con el
objetivo de reproducir monumentos y estructuras arquitectnicas a partir de
fotografas. A finales del siglo XIX, los servicios cartogrficos de Suiza, Austria
y de Canad incorporaron la fotogrametra terrestre en el levantamiento de sus
mapas topogrficos (Blachut, 1989,32).
La medicin de objetos en dos o tres dimensiones desde fotogramas fue fruto
del desarrollo de la geometra descriptiva y de las sucesivas aproximaciones en
obtencin de imgenes fotogrficas. Con estas fue posible deducir la situacin
de los objetos, sus dimensiones, su planta y su alzado. En trminos
cartogrficos signific la posibilidad de obtener a partir de una imagen, la
planimetra y la altimetra de una extensin determinada.
La fotogrametra permita hallar una proyeccin ortogonal de un terreno dada
dos proyecciones cnicas del mismo (Torroja, 1980,1). Con este principio se
adaptaron los aparatos e instrumentos idneos para realizar levantamientos
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CaptuloI
topogrficos deducidos de dos vistas obtenidas sobre placas verticales, sin
necesidad de elaborar penosos itinerarios taquimtricos.
En los primeros aos del siglo XX se efectuaron las primeras pruebas oficiales
para comparar la viabilidad de la fotogrametra terrestre en relacin con la
topografa clsica. El primero en llevarlo a cabo en Espaa por el Depsito de
la Guerra fue Alejandro Ms y Zalda (1841-1915), teniente coronel de Estado
Mayor, profesor de la Escuela Superior de Guerra, destacado cartgrafo y
diseador de instrumentos topogrficos. Ms y Zalda fue jefe de la seccin
geogrfica del Depsito de la Guerra y uno de los introductores de la
fotogrametra terrestre en Espaa. En 1900, levant por medio de esta tcnica
un plano de 6.0Km2 del barrio barcelons de San Andreu de Palomar
(Barcelona), al que aadi los resultados obtenidos por el mtodo taquimtrico
tradicional. Un ao despus el Cuerpo de Estado Mayor realizaba, bajo la
direccin de Ms, levantamientos foto-taquimtricos en los alrededores de
Ribes de Freser (Gerona), relacionados con las labores topogrficas de las
fronteras hispano-francesa. Estos trabajos dieron lugar a un plano de las
proximidades del Coll de Toses a escala 1:20.000 sobre una superficie de
100Km2 y con ms de 10 000 puntos de detalles (Ms y Zalda, 1902 y 1912).
La fotogrametra terrestre, derivada del mtodo de intersecciones de
Laussedat, qued estancada debido a varias dificultades insalvables que no
permitan una diferencia muy destacada con los resultados de la topografa
clsica. Sin dudas era de gran utilidad en territorios muy abruptos y de difcil
acceso. En stos la fotogrametra de intersecciones ahorraba tiempo pues
restringa el nmero de operaciones, aspecto de gran importancia en relieves
accidentados. Con la obtencin de fotografas en los trabajos de gabinete era
posible elegir los detalles planimtricos y de nivelacin sin tener que volver al
campo. Las imgenes fotogrficas daban una gran versatilidad a la
representacin topogrfica pues permitan deducir planos a diversas escalas
sin realizar nuevos levantamientos; sin embargo, el mtodo de Laussedat tena
un defecto infranqueable, resuelto de forma terica, pero no grfica.
Para que la interseccin que determina cada nuevo punto fuera exacta, haba
que establecer bases bastante grandes. La distancia entre las bases, originaba
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CaptuloI
diferencias de los aspectos con que cada punto apareca en las fotografas, as
como dudas y confusiones, reflejadas como graves imperfecciones en su
restitucin (Torroja, 1925,12). Se puede tener una idea de la lentitud de este
proceso si se tiene en cuenta los miles de puntos necesarios para la restitucin
cartogrfica de las fotografas.
En sus primeras aplicaciones cartogrficas la fotogrametra terrestre qued
atrapada en la fase de restitucin. Se realizaron importantes contribuciones
tcnicas hasta lograr la automatizacin en la obtencin de los datos mtricos
de las fotografas por medio de la visin estereoscpica. A principios de la
dcada de 1930, la fotogrametra area empez a desplazar a la terrestre a la
vez que impuls una notable automatizacin de los trabajos de gabinete.2
La Primera Guerra Mundial puso en manos de los fotogrametristas abundantes
recursos econmicos que permitieron consolidar la fotogrametra area. Una
disciplina colateral a la fotogrametra apareci con un inmenso campo de
aplicacin: la fotointerpretacin.
Las tcnicas fotogramtricas continuaron en forma progresiva. A partir de 1970,
el desarrollo de las computadoras y la fotografa digital dieron un poderoso
impulso a esta disciplina; evolucionaron la fotointerpretacin, las tcnicas de
tratamiento computarizado de imgenes digitales y la visin por computadora.
Se estableci la teledeteccin, progresaron las astronuticas, lo que permiti el
acceso de la fotogrametra espacial. Con sensores instalados a bordo de
satlites, la Luna y Marte fueron mapeados mediante imgenes tomadas.
Actualmente, parte de los productos fotogramtricos provienen de imgenes
captadas desde el espacio.
La fotogrametra presenta muchas ventajas con relacin a las tcnicas
tradicionales de levantamiento. La realizacin de grandes cantidades de
mediciones de forma indirecta, el tiempo reducido de trabajo en campo, las
facilidades en la ejecucin de diseos y la precisin de los resultados, entre
otros. La fotogrametra pas mucho tiempo siendo usada para una gama
limitada de aplicaciones, principalmente para la creacin de mapas plani-
altimtricos a partir de fotografas areas. Los factores que dificultaron e
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CaptuloI
impidieron la difusin de esta tcnica en diversos sectores fueron: el elevado
costo del equipamiento y las complejidades de las operaciones de restitucin
utilizadas en las soluciones analgicas y analticas, etc.
1.1 Conceptualizacin
En 1893, el arquitecto alemn Albrecht Meydenbauer introdujo el concepto de
Fotogrametra, afirmando que; consiste esencialmente, en tomar fotografas de
los puntos ms caractersticos de un objeto dado, y determinar exactamente la
posicin de cada punto, por la interseccin de los diferentes ejes de visin,
relativos a este punto. La direccin de cada eje de visin, es determinada por la
medida del ngulo que forma, tanto en el plano horizontal de referencia como
en el vertical sobre ste.
Figura 1.2 Arq. Alemn, Albrecht Meydenbauer.1
Durante el desarrollo de la Fotogrametra como disciplina cientfica se han
planteado numerosos conceptos, algunos aprobados por organismos
internacionales.
Fotogrametra y Sensores Remotos (ISPRS), define que Fotogrametra es la ciencia de realizar mediciones e interpretaciones confiables por medio de las
fotografas, para obtener las caractersticas mtricas y geomtricas (dimensin,
forma y posicin), del objeto fotografiado.
(1) Blachut, T., Burkhardt, R. 1988. Historical development of photogrammetric
methods and instruments. ISPRS, Falls Church.
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CaptuloI
Por ejemplo, el concepto aceptado por La Sociedad Internacional de
La Sociedad Americana de Fotogrametra y Sensores Remotos (ASPRS), ha aceptado dos definiciones, la primera establece que Fotogrametra es el
arte, la ciencia y la tecnologa de obtener informacin confiable de objetos
fsicos y su entorno, mediante el proceso de exponer, medir e interpretar tanto
imgenes fotogrficas como las obtenidas por diversos patrones de energa
electromagntica y otros fenmenos.
La segunda (1980) plantea, que la Fotogrametra es la ciencia y la tecnologa que obtiene informacin fidedigna de objetos fsicos y del medio ambiente
mediante procesos de grabacin, medida e interpretacin de imgenes
fotogrficas, patrones de energa electromagntica grabada y otros
fenmenos.
Por otra parte, La American Society of Photogrammetry (ASP) define la Fotogrametra como el arte, la ciencia y la tecnologa orientados a obtener
informacin relevante de los objetos fsicos de la corteza terrestre y de su
entorno, a travs de procesos de medicin, registro e interpretacin de
imgenes fotogrficas, as como de patrones de energa electromagntica
radiante y otros fenmenos, (Wolf, 1983).
Tambin ( Kraus, 1993) la Fotogrametra permite l a reconstitucin de
objetos y l a determinacin de algunas de sus propiedades sin tocarlos. Dice
que el principal uso es la produccin de mapas topogrficos y modelos
digitales del terreno que sirvieron de base cartogrfica para los Sistemas de
Informacin Geogrfica.
(Loch, 1994) defini la Fotogrametra como la ciencia y la tecnologa de
obtener informaciones seguras de los objetos fsicos, a travs de procesos de
registro, medicin e interpretacin de las imgenes fotogrficas.
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CaptuloI
1.2 Fundamentos de la Fotogrametra
El principio de la Fotogrametra consiste en proyectar, en forma ortogonal
sobre un plano de referencia, la imagen registrada en una fotografa que ha
sido proyectada sobre el negativo mediante la proyeccin central y es la usada
por las lentes.
En Fotogrametra se asume que la proyeccin central es perfecta, lo cual
implica que: No existe desviacin de los rayos de luz que atraviesan los lentes de la
cmara.
La imagen se proyecta sobre una superficie perfectamente plana.
La relacin matemtica que relaciona el objeto y su imagen se conoce con el
nombre de principio de colinealidad.1
1.2.1 Etapas de la Fotogrametra El paso de la proyeccin central a la proyeccin ortogonal se puede realizar
bien sea por la fotogrametra grfica, prcticamente en desuso en nuestros
das, o por la estereofotogrametra, usada actualmente en la inmensa
mayora de los trabajos fotogramtricos.
La estreofotogrametra se ha llevado a cabo por diferentes tcnicas:
La fotogrametra analgica, surge en la dcada de los treinta basada en aparatos de restitucin y la responsable de la realizacin de la
mayora de la cartografa mundial.
La fotogrametra analtica, aparece en 1957 como un desarrollo natural de la interrelacin entre los aparatos restituidores analgicos y
el surgimiento de la computacin. En ella, la toma de informacin es
analgica y el modelado geomtrico es matemtico.
La fotogrametra digital, desarrollada en los aos 8090, surgi como consecuencia del gran desarrollo de la computacin y
permiti realizar todos los procesos fotogramtricos. Con la misma
crecieron las posibilidades de explotacin de las imgenes, la
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CaptuloI
generacin automtica de modelos de elevacin del terreno; orto
imgenes, estereorto - imgenes, la visualizacin tridimensional y se
simplificaron las tecnologas.
Fotogrametra grfica El uso de los principios de la geometra proyectiva marc el inicio de esta
disciplina. Para la poca esta era la nica forma en que se podan restituir
las fotografas. Esta modalidad se basa en la interseccin de lneas que
parten de dos estaciones diferentes, es decir, de los puntos en que se
tomaron las fotografas hacia un punto comn.
Fotogrametra arquitectnica La tarea fundamental es establecer la relacin geomtrica entre la
imagen y el objeto a partir de la toma fotogrfica. Una vez establecida
correctamente la relacin es posible realizar la representacin grfica y
numrica del objeto fotografiado. Desde sus orgenes se procur contar
con medios tcnicos que permitieran fundamentar los trabajos de
investigacin con una base slida de documentacin. Las tcnicas de
documentacin y levantamiento por fotogrametra han sido objeto de un
proceso propio de investigacin.
Fotogrametra Terrestre La Fotogrametra terrestre innov las tcnicas topogrficas tradicionales,
de campo y de restitucin y en el ltimo tercio del siglo XIX, empez a
tener aplicaciones prcticas en el levantamiento de las series de los
mapas nacionales a gran escala.
A principios de la dcada de 1930, la fotogrametra area empez a
desplazar a la terrestre, e impuls una notable automatizacin de los
trabajos de gabinete. En la segunda mitad del siglo XIX, nuevas tcnicas e instrumentos
aplicados al levantamiento topogrfico y a la restitucin de mapas,
colaboraron en el avance de la produccin cartogrfica. El desarrollo de la
fotografa, la progresiva adaptacin de los aparatos empleados a la
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CaptuloI
topografa clsica y las innovaciones en la restitucin, produjeron
importantes cambios en el trabajo topogrfico. El empleo de la
fotogrametra terrestre en relieves de complicado acceso fue un incentivo
para emprender tareas cartogrficas ambiciosas y allan el camino para la
utilizacin de imgenes areas y la automatizacin del proceso
cartogrfico. Los servicios cartogrficos oficiales fueron los ms
interesados en esas innovaciones, algunos embarcados en la renovacin
de sus series nacionales y otros en la culminacin de las mismas. Fotogrametra estereoscpica En todo el mundo las vistas estereoscpicas fueron un enorme suceso.
De acuerdo con ADAMS (2003), la estereoscopia surgi como fenmeno de masa en 1851 y fue presentada al pblico en ocasin de
la Exposicin Universal de Londres por David Brewster quien revel el
suceso de inmediato; vendindose en el Reino Unido ms de mil
imgenes estereoscpicas en ese mismo ao.
A finales del siglo XIX exista un amplio consenso en apreciar que los
levantamientos fotogramtricos ofrecan resultados ms precisos en reas
de montaa. Su empleo no se haba generalizado por dos causas: en
primer lugar los operadores, deban estacionar las cmaras en lugares
que facilitasen la obtencin de buenas vistas panormicas y para ello las
zonas montaosas eran favorables, mientras que las zonas llanas o de
vegetacin densa, deban levantarse por los mtodos taquimtricos.
En segundo lugar, las operaciones de gabinete para efectuar el dibujo del
plano eran lentas y laboriosas. Los aparatos de campo sobre los que se
basaba el mtodo de las intersecciones contenan objetivos ortoscpicos
que aportaban imgenes de proporciones correctas, capaces de producir
perspectivas.
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CaptuloI
1.3 Clasificacin de la Fotogrametra
La Fotogrametra est dividida en dos grandes apartados:
1. En funcin del modo de obtencin: se habla de fotogrametra area o fotogrametra terrestre. En la fotogrametra area las fotografas son
obtenidas, generalmente, desde aviones y el eje ptico de la cmara se
dispone sensiblemente perpendicular al terreno. La fotogrametra terrestre
se caracteriza por la obtencin de la fotografa desde el propio terreno con
el eje de la cmara tendiendo a la horizontalidad. 2. En funcin de la finalidad o del uso que de ella se realiza, se puede hablar de fotogrametra mtrica o fotogrametra interpretativa. Con la
primera se pretende realizar mediciones precisas a partir de fotogramas,
localizando los puntos de inters de la forma ms exacta posible y
obteniendo finalmente planos topogrficos. La segunda denominada
comnmente fotointerpretacin, consiste en reconocer e identificar el
objeto mediante anlisis sistemtico de las imgenes fotogrficas
intentando deducir su significado en la realidad.
Fotogrametra area Es aquella que utiliza fotografas tomadas desde una cmara
aerotransportada. Su eje ptico casi siempre es vertical, y su posicin en
el espacio no est determinada. Las cmaras usadas son de formato 23
23cm, las ms apropiadas para los trabajos cartogrficos a los cuales est
destinada. Actualmente cobra importancia la fotografa area de pequeo
formato, debido a sus ventajas de accesibilidad econmica. Otra
modalidad que gana importancia la constituye la fotogrametra espacial
que utiliza imgenes estereoscpicas tomadas desde satlites de
observacin de la tierra.
En muchas ocasiones, cuando se trabaja con fotografas areas se
realizan simultneamente ambas tareas, por un lado la mtrica y por otro
la interpretativa.
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CaptuloI
La fotografa area, es el principal material obtenido por la fotogrametra
con fines cartogrficos y se obtiene a travs de una proyeccin
geomtrica central, utilizando una cmara fotogrfica que haga pasar por
su lente objetivo los rayos de luz en forma directa, impresionando una
emulsin fotogrfica (Herrera, 1987). Un fotograma sera la fotografa area vertical tomada con una cmara area calibrada (Lpez Cuervo, 1980).
Las cmaras fotogramtricas no difieren sustancialmente su
funcionamiento de las cmaras convencionales. Las primeras estn
preparadas para cubrir grandes extensiones de terreno en cada
exposicin y obtener la mayor cantidad y calidad posible de informacin.
Utilizan filtros y pelculas de alta resolucin e impresionan clichs de gran
formato (23cm x 23cm). Un componente esencial de estas cmaras es su
objetivo, formado por un sistema ptico centrado de lentes de alta
luminosidad de muy alta calidad ptica y que provoca mnimas
distorsiones.
El producto ms tpico obtenido por las cmaras fotogramtricas es la
fotografa area vertical, proyeccin cnica de una porcin de superficie
terrestre a la cual se le aaden una serie de elementos propios de las
condiciones del vuelo realizado o de la cmara utilizada.
Figura 1.3 Fotografa Area vertical
Fotogrametra terrestre o fotogrametra a corta distancia. La fotogrametra a corta distancia es tambin conocida como fotogrametra
terrestre y segn ( Loch, 1994) el caso d onde la fotografa es obtenida de un punto de la superficie terrestre, obteniendo l os valores de los parmetros
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CaptuloI
de orientacin externa. (Kraus,1993) clasifica la fotogrametra a corta distancia como una rama de la tcnica donde el objeto debe estar entre 1m a 100m
de la cmara, para el cual nuevas cmaras tienen que ser desarrolladas, las
estreo cmaras. Cita de particular aplicacin, til en tareas de
documentacin y monitoreo de los objetos donde la conservacin de sus
caractersticas geomtricas es importante, ya sea por motivos culturales o
tcnicos. El mismo autor dice que l a fotogrametra terrestre posee un caso
normal cuya geometra deriva del caso normal de la fotogrametra area como
se muestra en la figura siguiente.
Figura 1.4 Caso normal de la fotogrametra terrestre (Kraus, 1993)
Segn Cooper, Robson y Atkinson (1996)2, el trmino fotogrametra a corta distancia es usado para describir la tcnica cuando la extensin del
objeto es menor que los 100m y las cmaras son posicionadas prximas al
eje. Otra de las caractersticas asociadas con la fotogrametra a corta
distancia, que la hacen diferente del mapeamiento areo, es que las imgenes
son obtenidas en las posiciones de la cmara alrededor del objeto. L os ejes
de las cmaras son paralelos solamente en casos especiales, usualmente
estos convergen en el centro del objeto. Las coordenadas de los puntos
en la superficie de un objeto son requeridas para que exista una alta precisin
homognea a travs del espacio del objeto.
(2) Cooper,M.A.R. e Robson, S.in Atkinson, K. B.:Close Range Photogrammetry and Machine Vision. Whittles Publishing, 1996. pgs: 9 a 51. Existe gran diversidad de problemas con las mediciones que pueden ser
resueltos utilizando esta tcnica, adoptando especfica instrumentacin y
metodologas en cada caso particular para producir resultados con
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CaptuloI
especificaciones conocidas.
(Coelho, 2000) menciona en otro criterio de clasificacin, que en la Fotogrametra a corta distancia hay convergencia de los ejes pticos
sustituyendo el paralelismo, o sea, el foco no es dado al infinito.
(Westphal, 1999) dijo que el trmino Fotogrametra a corta distancia puede ser impregnado cuando la distancia entre la cmara y el objeto no sobrepasa los
300m para fotogrametra terrestre, y l os 1000m para l a fotogrametra area.
(Kraus, 1993) completa diciendo que las fotografas terrestres a largas distancias, son utilizadas apenas en casos especiales como por ejemplo en
mediciones topogrficas por expediciones y objetos glaciares.
Caractersticas de la fotogrametra a corta distancia:
Las imgenes son obtenidas por vuelta del objeto. El eje de las cmaras puede ser convergente. Las fotografas son obtenidas de estaciones fijas y generalmente de
posiciones determinadas sobre el terreno y deben respetar una distancia
mxima de 300 metros entre la cmara y el objeto.
Fotogrametra de objetos cercanos. Agrupa aquellas aplicaciones que no tienen carcter geodsico o topogrfico.
Se aplica para resolver problemas singulares, muy especficos. Son soluciones
a la medida del problema a resolver. Esta divisin es la que abarca la mayor
amplitud de tcnicas para la toma de fotografas y su posterior restitucin.
1.3.1 La Fotogrametra se clasifica en tres categoras:
Analgica, utilizando los componentes pticos mecnicos. Grfica, utilizando las relaciones geomtricas. Analtica/digital donde la modelacin es matemtica y el procesamiento
es digital.
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CaptuloI
La Fotogrametra analgica En ella, un par de fotografas son colocadas en un aparato restituidor de tipo
ptico o mecnico. El operador realiza en forma manual la orientacin interior y
exterior para crear el modelo estereoscpico, debidamente escalado y
nivelado. El levantamiento de la informacin plani-mtrica y altimtrica del
modelo, se realiza tambin en forma manual, mediante el seguimiento con la
marca flotante posada sobre los detalles de la superficie del modelo. Esta
informacin es ploteada en una cartulina colocada sobre la mesa trazadora,
relacionada con el modelo por medios mecnicos o elctricos.
La tarea fundamental de la fotogrametra es establecer la relacin geomtrica
entre la imagen y el objeto a partir de la toma fotogrfica. Una vez establecida
correctamente la relacin, es posible realizar la representacin grfica y
numrica del objeto fotografiado.
Segn (Kraus, 1993) la fotogrametra analgica existe cuando trabajamos con instrumentos ptico mecnicos en mediciones sobre fotografas. La
fotogrametra analtica, cuando en estas mismas fotografas las mediciones se
hacen con instrumentos computadorizados. La fotogrametra digital, entonces, se
distingue de las dems por usar imgenes grabadas por medio electrnico y
herramientas computacionales que simulan la capacidad humana de visualizar,
reconocer y almacenar elementos en stas.
La fotogrametra analtica En ella, la toma de informacin es analgica y el modelado geomtrico es
matemtico. Mediante el uso de un mono-comparador o de un
estereocomparador integrado en el restituidor se miden las coordenadas (x; y)
de los puntos pertinentes de las fotografas, estas coordenadas son
procesadas por los programas del computador del sistema, que realiza el
procesamiento de la orientacin interior y exterior en forma analtica y procesa
el levantamiento de la informacin del modelo que realiza el operador para
llevarla a su correcta posicin ortogonal, y finalmente almacenarla en una base
de datos tipo CAD.
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CaptuloI
La fotogrametra digital Fotogrametra digital es un proceso secuencial donde las fotografas
analgicas son primeramente digitalizadas o las imgenes son directamente
adquiridas por medio de cmaras digitales, entonces los datos digitales son
procesados en computadoras sin asistencia humana directa (Karara, 1989).
Con la Fotogrametra digital crecen las posibilidades de explotacin de las
imgenes, a la vez que se simplifican las tecnologas. Permite la generacin
automtica de modelos de elevacin del terreno, ortoimgenes y estereorto-
imgenes, generacin y visualizacin de modelos tridimensionales, etc. Para
llevar a cabo la restitucin digital las imgenes digitales son ingresadas en el
computador y mediante visualizacin en pantalla de las mismas, el operador
ingresa los puntos necesarios para realizar el proceso de orientacin en forma
matemtica. La restitucin puede ser un proceso iterativo con el operador, o ser
realizada en forma automtica por correlacin de imgenes. La salida en la
fotogrametra digital puede ser en formato raster o formato vectorial.
(Kraus, 1993) concepta la fotogrametra digital como el "uso de sistemas computacionales en el procesamiento de las informaciones relativas a la
restitucin fotogramtrica de objetos, donde las cmaras digitales constituyen
una nueva herramienta para la automatizacin del proceso."
Estreofotogrametra Esta modalidad se basa en la interseccin de lneas que parten de dos
estaciones diferentes, es decir de los puntos en que se tomaron las fotografas
hacia un punto comn. Gracias a la capacidad de clculo que ofrecen las
computadoras el uso de esta forma de restitucin se ha convertido, para
algunos casos especiales, en una alternativa que puede competir con la
estreo fotogrametra.
Estereoscopa Es un fenmeno natural que ocurre cuando la persona observa una escena
cualquiera. Es la simulacin de dos imgenes que son proyectadas a los ojos
en puntos de observacin ligeramente diferentes y el cerebro funde las dos
imgenes. En el proceso se obtienen informaciones como la profundidad,
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CaptuloI
distancia, posicin y el tamao de los objetos, generando una sensacin de
visin de 3D.
La imagen percibida por el cerebro es e l resultado de la combinacin de dos
imgenes captadas una en cada ojo. Este par de imgenes recibe el nombre
de par estereoscpico, pudiendo ser captado por medio de mquinas
fotogrficas y cmaras filmadoras para posterior reproduccin o ser
producido por medio de software para modelar la imagen virtual con el
SkechtUp y el 3DStudio MAX.
Realidad Virtual, o ambiente virtual Es una tecnologa de interfase avanzada entre un usuario y un sistema
computacional. El objetivo de esta tecnologa es recrear al mximo la
sensacin de realidad para un individuo llevndolo a adoptar esta interaccin
como una de sus realidades temporales. Se realiza en un tiempo real con el
uso de tcnicas y de equipamientos computacionales que ayudan en la
ampliacin del sentimiento de presencia del usuario. La misma permite la
comprensin de la realidad virtual como simulacin de la realidad a travs de la
tecnologa. Se extiende a la apreciacin de un universo no real (de conos y
smbolos).
Otros Conceptos
Conservacin: conjunto de trabajos que se ejecutan para obtener la durabilidad, seguridad y eficiencia mxima y mantener las caractersticas
estticas de la construccin.
Reconstruccin: trabajo que se realiza en las construcciones para sustituir o construir de nuevo elementos componentes total o parcialmente con el fin
de devolverle su valor de uso y prolongarle su vida til. Trmino permisible:
revalorizacin.
Rehabilitacin: accin dirigida a devolver en un edificio declarado inhabitable o inservible las condiciones necesarias para su uso original u
otro nuevo.
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CaptuloI
Renovacin: trabajo que se realiza en las construcciones introduciendo variaciones en el diseo, cambios, o mejoras tcnicas y funcionales en
correspondencia con la poca en que se realicen.
Reparacin: trabajo que se realiza en las construcciones durante su explotacin para arreglar o sustituir partes o elementos componentes.
Segn su alcance puede ser parcial o total; segn su carcter, normal o
urgente.
Restauracin: trabajo que se realiza en las construcciones de valor histrico, arquitectnico o ambiental para preservar o restablecer sus
caractersticas originales con estrictos requisitos de autenticidad.
Vida til: tiempo que se fija para el uso de una construccin o de sus elementos componentes con la misma seguridad y eficiencia con que se
proyect y ejecut.
Patrimonio: Son aquellos bienes de distinto tipo, producto del esfuerzo propio y de la educacin recibida. Sentimiento inexplicable que el objeto, la
edificacin, la costumbre o la belleza del local transmite, ya sea por la
valiosa cantidad de informaciones y acontecimientos contenidos, o por
cargar consigo una historia.
La nocin del patrimonio se fundamenta en una versin de la historia que
pretende tener la capacidad de reportar los hechos que realmente acontecieron,
transformndolos en marcos que se imponen en el presente. Estos marcos
instauran una temporalidad que organiza la historia tal como se cuenta. El
acervo patrimonial seleccionado materializa un punto de vista social particular
sobre determinado tema o hecho (KERSTEN, 2000).
Monumento: Obra conmemorativa. Objeto o documento histrico. La palabra monumento aplicada a las obras de arquitectura, designa un edificio
construido para eternizar los recuerdos de cosas memorables. Concebido,
erguido o dispuesto de modo que se torne un hecho de embelesamiento y
de magnificencia en las ciudades. La idea del monumento est ms ligada
al efecto producido por el edificio que a su fin o destinacin y esto se
aplica a todos los tipos de edificaciones (Choay, 2001).
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CaptuloI
Ventajas de la fotogrametra Reduccin de costos, relacionado con el tamao del rea a restituir. A partir
de las 200ha de superficie, el mtodo fotogramtrico se torna competitivo frente
al mtodo topogrfico, aumentando esta competitividad a medida que el rea
se hace ms extensa.
Reduccin del trabajo de campo. El trabajo de campo es un componente
oneroso de todo trabajo topogrfico, cuyo costo aumenta con la accesibilidad y
las condiciones de clima adverso. La reducida cantidad de puntos y control
necesarios en la fotogrametra, reduce la estada en el campo.
Velocidad de compilacin. El tiempo requerido para realizar un mapa
fotogramtrico es mnimo comparado con el que requiere el levantamiento
topogrfico y su posterior trabajo de gabinete.
Dado el poco tiempo necesario para el levantamiento fotogramtrico con el
que se obtiene una reproduccin fiel del terreno, en un perodo determinado,
facilita datos muy valiosos en los casos de cambios sbitos, como por ejemplo:
durante o despus de catstrofes naturales.
Flexibilidad. El mtodo fotogramtrico puede ser realizado en un variado
rango de escalas, dependiendo de la escala de las fotografas y del tipo de
aparato compilador utilizado, adems de la disponibilidad de recursos
econmicos y tcnicos; por ello, es posible suministrar mapas o sustitutos con
diferentes tiempos de produccin, costos y precisin.
Registro multi-temporal. Es muy til para verificar mapas fotogramtricos. Las
fotos areas proveen un registro preciso del las caractersticas del terreno en la
fecha en que fueron tomadas, lo cual permite realizar comparaciones entre
fotos de otras fechas para evaluar los posibles cambios en el terreno. Las fotos
areas tambin pueden ser empleadas para usos diferentes al del proyecto
original, ya que adems de ofrecer informacin mtrica las fotografas areas
proporcionan informacin de carcter cuantitativo y cualitativo.
La Fotogrametra se puede aplicar en regiones donde no pueden utilizarse los
mtodos clsicos como por ejemplo: en regiones intransitables tales como,
cinagas, desiertos, selvas vrgenes, territorios azotados por alguna epidemia u
ocupados por fuerzas enemigas, debido a la caracterstica intrnseca de la
Fotogrametra, de que los objetos pueden ser medidos sin necesidad de estar
cerca de ellos.
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CaptuloI
La aero-fotogrametra aporta adems una serie de ventajas tales como: la
fotografa en si, la cual es un documento que permite efectuar cualquier control
en un momento dado; obtener de ella datos jurdicos, geolgicos, histricos y
geognicos de suma importancia. (Generalmente fotografas areas), y a los
mtodos y equipos de restitucin.
Objetivos de la documentacin fotogramtrica La Fotogrametra es una disciplina basada en la reconstruccin 3D de la
realidad a partir de imgenes bidimensionales, es por ello que sus ventajas y
desventajas estn estrechamente ligadas a las formas de registro. Entre los
objetivos que pueden establecerse a la hora de realizar el inventario del archivo
documental tenemos:
- La creacin de una base de datos que contenga y gestione la cartografa de
los monumentos existentes.
- La confeccin de un sistema de control y gestin de inventario de
monumentos histricos.
- El asesoramiento a las administraciones, museos, tcnicos o particulares,
sobre la cartografa de monumentos inventariados.
- La obtencin por parte del usuario de la cartografa en formato papel y/o
formato digital.
- Apoyar a la administracin en los casos necesarios para levantamientos de
carcter urgente, como posibles derrumbes, restauracin, conservacin etc.
Ventajas del mtodo fotogramtrico en la documentacin La fotografa es la fuente ms rica de informacin grfica pues aparece
completamente el objeto, salvo en raras excepciones como en el caso de
ocultaciones que ocurre a veces en levantamientos arqueolgicos y
arquitectnicos. Por otro lado la utilizacin de pares de fotografas con
recubrimiento comn nos permite visualizar las imgenes formando un modelo
tridimensional del objeto fotografiado (visin estereoscpica), permitindonos
con ello, el levantamiento del objeto de forma tridimensional, parcial o total,
segn el estudio deseado de l.
La aplicacin de la Fotogrametra terrestre a los levantamientos arqueolgicos,
arquitectnicos y obras de arte se est imponiendo cada vez ms, pues facilita
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CaptuloI
un censo o catlogo mtrico del patrimonio artstico para legar a las futuras
generaciones y adems proporciona la informacin necesaria para una perfecta
restauracin y reproduccin del objeto, en el caso de un deterioro por el paso
del tiempo o una destruccin accidental.
Tambin las fotografas obtenidas las podemos archivar y obtener de ellas
todos los datos necesarios del monumento, pudindolas explotar en cualquier
momento o poca y de mltiples formas tales como: obtencin grfica de
alzados, perfiles de deformacin, estudios de humedades, etc., e incluso se
pueden obtener planos a distintas escalas.
Los mtodos fotogramtricos permiten adems, no tener que tocar el objeto a
fotografiar, cuestin esta que en otras tcnicas de levantamiento es necesario
teniendo numerosas ventajas, entre las que se destacan las siguientes:
- Representar piezas de gran fragilidad, riesgo de rotura o traslado y de
destruccin, como en los casos de estatuas endebles o quebradizas, pinturas,
retablos de iglesias, etc.
- Permite alcanzar las partes inaccesibles de aquellos monumentos de gran
tamao.
- Estudio detenido y detallado de objetos encontrados en un instante
determinado, pudiendo conocer sus dimensiones y posicin relativa espacial de
unos con respecto a los otros.
En cuanto a las excavaciones arqueolgicas estos mtodos poseen otra
ventaja como lo es la rapidez en la obtencin del registro de datos, en un
proceso que normalmente comprende la destruccin completa de los estratos e
incluso las estructuras que se excavan. Esto es muy importante, pues si
aplicamos otras tcnicas de levantamiento, podemos pecar en el olvido o la
falta de documentacin de los elementos que aparecen en los estratos
excavados, adems como son levantamientos de escalas grandes, obligan a
tener que andar sobre el yacimiento lo que puede provocar daos, dejar huellas
o ensuciar el mismo.
Todas estas ventajas son escasamente utilizadas pues la mayora de los
levantamientos se reducen a la utilizacin de la topografa. Esta reduccin de
desarrollo se debe principalmente, al poco personal especializado dedicado a
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CaptuloI
este tipo de trabajos, as como al costoso material utilizado para realizar este
tipo de levantamientos (restituidores, cmaras mtricas, equipo topogrfico).
Pero todas las ventajas que se derivan de las posibilidades de este tipo de
registro no tendran sentido si no existiera un mtodo que permitiera pasar de
la informacin bidimensional proporcionadas por las fotografas a la informacin
tridimensional que necesitamos para determinar la forma, dimensiones y
posicin en el espacio del objeto de nuestro estudio. Este mtodo es conocido
con el nombre de mtodo general de la fotogrametra para lo cual es necesario
dos fotografas tomadas desde dos puntos de vistas diferentes y a partir de la
reconstruccin de la forma de cada uno de los haces y de sus situacin en el
espacio con respecto a un cierto sistema de referencia, usando el principio de
la visin estereoscpica que permite identificar los rayos homlogos de cada
haz, es capaz de proporcionarnos las coordenadas de cada uno de los puntos
objetos.
Desventajas de la fotogrametra Visin de la superficie del terreno cuando existe densa cobertura vegetal. En
este caso es imposible ubicar la marca flotante sobre el terreno por lo que se
debe presumir una altura promedio de la vegetacin con respecto al suelo. Sin
embargo, como la cubierta vegetal tiende a suavizar los accidentes
topogrficos del terreno, siempre existirn errores en la ubicacin de las curvas
de nivel, aunque se pueda verificar la cota en los claros que existan en la
vegetacin.
Ubicacin de curvas de nivel sobre superficies planas. El determinar la
trayectoria de una curva de nivel en un terreno plano tiene un alto grado de
dificultad, debido a la imprecisin en la colocacin de la marca flotante, en
consecuencia, se colocan puntos acotados en la restitucin o se complementa
con trabajo de campo.
El lugar debe ser inspeccionado para determinar aquellos elementos que no
son visibles en forma satisfactoria o que cuya naturaleza exacta no puede ser
determinada en el estreo modelo.
Siempre es necesario realizar un control de campo.
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CaptuloI
Inversin considerable de equipo y de personal especializado por lo que su
costo es elevado.
Para realizar nuevos levantamientos se requiere la obtencin de nuevas
fotografas.
Algunos organismos internacionales de Fotogrametra
La Sociedad Internacional de Fotogrametra y Sensores Remotos (ISPRS). La Sociedad Americana de Fotogrametra y Sensores Remotos (ASPRS). La American Society of Photogrammetry (ASP). UNESCO Consejo Internacional de Monumentos y Sitios (ICOMOS). Comit Internacional de Fotogrametra Arquitectural (CIPA).
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CaptuloII
Captulo II Productos fotogramtricos y sus aplicaciones.
La informtica en las dos ltimas dcadas ha tenido un considerable avance.
Con la produccin de equipamientos computacionales cada vez ms veloces y
el aumento de la capacidad de memoria electrnica para el almacenamiento de
los datos, la Fotogrametra y el desarrollo de sus productos ha dado un gran
salto en cuestiones de precisin, calidad de la imagen, mayor diversificacin de
los productos y velocidad en la obtencin de los mismos.
Los productos hoy obtenidos a travs de la fotogrametra contienen un valioso
caudal de informaciones que, una vez descifradas por especialistas y tcnicos
en sistemas de procesamiento, constituyen una importante herramienta para la
realizacin y control de muchos aspectos de la actividad prctica del hombre.
La fotogrametra genera productos finales, grficos, fotogrficos y/o digitales,
en funcin de la aplicacin que tendrn los mismos. Segn el proceso y su
forma final, estos productos se pueden agrupar segn los tipos que se
describen brevemente a continuacin.
2.1 Productos fotogramtricos
Mapa de lneas Es el producto por excelencia de la fotogrametra. Existen dos modalidades de
medios de presentacin de los mapas: los tradicionales, los que son ploteados
sobre una mesa de dibujo por el aparato restituidor y los numricos que son
realizados mediante una interfase que conecta los movimientos del aparato
restituidor para que puedan ser realizados mediante un programa CAD (Computer Assisted Design). En estos programas los elementos que conforman
la informacin que se extrae del modelo se registran mediante puntos, lneas y
polgonos, en diferentes capas segn su contenido temtico.
Esta informacin puede editarse y completarse una vez hecha la restitucin,
por lo que se obtiene un plano digital del terreno que por su naturaleza, se
presta especialmente para su utilizacin en los Sistemas de Informacin
Geogrfico (SIG).
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CaptuloII
Puntos de control Por medios fotogramtricos se pueden determinar las coordenadas espaciales
(X, Y, Z) de puntos sobre el terreno para densificar los puntos que ya se
conocen, los cuales son obtenidos por medios topogrficos.
Foto mosaico Es un ensamblaje de dos o ms fotografas que presentan entre ellas un rea
comn. Se clasifican en:
- Controlados: fotos rectificadas y trianguladas.
- Semicontrolados: fotos rectificadas o trianguladas.
- No controlados: fotos sin rectificar ni triangular.
Ortofoto Es una fotografa o un conjunto de fotografas cuyas imgenes de los objetos
se encuentran en su verdadera posicin planimtrica, esto se logra mediante
un proceso denominado rectificacin diferencial, en el cual se eliminan los
efectos de la inclinacin y el desplazamiento por relieve, propios de las
fotografas. Por ello, las ortofotos son equivalentes a los mapas de lneas en lo
referente a su precisin geomtrica.
Ortofotomapa Es una ortofoto hecha a una escala determinada, sobre la cual se aade la
informacin convencional que posee un mapa.
Ortofotomapa topogrfico Es un ortofotomapa al cual se aaden las curvas de nivel.
Ortofoto estereoscpica Est conformada por dos imgenes donde la imagen izquierda es una ortofoto
de la fotografa izquierda y la imagen derecha es una ortofoto de la fotografa
derecha y contiene la suma de los ejes en x, obtenidos de las variaciones de
altura de los puntos correspondientes del terreno. Esta ltima ortofoto es
denominada estereomate, la que puede ser considerada como una proyeccin
paralela oblicua del terreno sobre el plano de proyeccin.
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CaptuloII
2.1.1 Productos para la ilustracin estereoscpica Constituyen una valiosa herramienta en aquellas ilustraciones donde mostrar el
relieve, es el fin fundamental. Son frecuentemente utilizadas en geologa donde
es indispensable exponer las formaciones en tres dimensiones y en las
ciencias forestales, donde es importante definir las diferencias de altura en
diversas coberturas vegetales contiguas.
Estereograma Es un par estereoscpico correctamente orientado y montado, cada imagen
una al lado de la otra, a fin de facilitar la visin estereoscpica mediante el uso
del estereoscopio de espejos o incluso sin necesidad de ellos cuando el
usuario tiene bastante experiencia en observar este tipo de producto. Una
variacin del estereograma es el estreo triplete el cual usa tres fotografas
sucesivas extendiendo as el rea de observacin.
Anaglifo Es un par estereoscpico correctamente orientado y montado donde las
imgenes se superponen. Para que cada ojo vea su respectiva fotografa, las
mismas son impresas en colores complementarios (rojo y verde, o rojo y azul) y
son observadas a travs de filtros de un color complementario al usado en la
impresin. Con esto se consigue que cada ojo observe su respectiva imagen ya
que el filtro delante de cada ojo deja pasar la luz proveniente de la imagen
correspondiente haciendo negra la otra. La desventaja principal es la prdida
de calidad en la coloracin.
a) Ej. De imagen anaglifo b) Espejuelos utilizados para visin estreo
con anaglifo [Wood, 2000].
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CaptuloII
Las ventajas de este tipo de estreo son: Necesita apenas un proyector o monitor.
Puede ser impresa.
Bajo costo productos a que los espejuelos son fcilmente confeccionados.
Estereoscopio El estereoscopio es un instrumento compuesto por lentes que direccionan una
de las imgenes del par estereoscpico para el ojo derecho y la otra para
el ojo izquierdo, permitiendo visualizar la imagen de forma tridimensional.
Este aparato separa fsicamente l as visiones izquierda y derecha, eliminando
la posibilidad del cruzamiento entre las visiones. En esencia, el estereoscopio
est constituido por un par de lentes convexos montados sobre un soporte
(Alves, 1999; Machado, 1997). Una de las grandes ventajas que ofrece el
mismo es que le permite al observador ajustar la distancia pupilar entre las
lentes, bien como ajuste la distancia de visualizacin. Su esquema bsico
puede ser observado en la siguiente figura.
Figura 2.1 a) Estereoscopio b) Esquema bsico de un estereoscopio. Vdeo Estereoscpico Este proceso puede ser simulado a travs de dos cmaras organizadas con
la misma distancia nter ocular de los ojos humanos, luego se colocan las
cmaras separadas una de la otra con base en esa distancia y se simula el
sistema visual humano. Cuando cada imagen de las cmaras fuera
presentada al ojo correspondiente, las dos imgenes sern fundidas en una
nica imagen por el cerebro, produciendo la ilusin de visin estereoscpica
(Johanson, 2009).
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CaptuloII
La fotografa. Tipos de cmaras La fotografa es el registro del haz perspectivo de rayos generados por el objeto
por medio de una cmara mtrica. La mayora de los trabajos fotogramtricos
estn apoyados en fotografas mtrica, las que tienen caractersticas
especiales con respecto a la fotografa convencional, al tener que utilizar
cmaras especiales denominadas mtrica o semimtricas con caractersticas
propias: como conocimiento con precisin de la focal utilizada, conocimiento de
la posicin del punto principal (interseccin del eje ptico con el plano de la
fotografa), conocimiento de la funcin de distorsin del objetivo, utilizando para
ello objetivos corregidos de distorsin, etc.
Existen tres tipos de cmaras que pueden ser usadas en el levantamiento
fotogramtrico: cmaras mtricas, semi-mtricas y no mtricas.
Las cmaras mtricas adems de las partes comunes de todas las cmaras fotogrficas (objetivo, diafragma y obturador), presentan
marcas de referencia* y dispositivos para mantener el filme plano,
tales como placas de vidrio y l as placas para adherencia al vaco,
colocados en clich (cuadro del negativo). L a orientacin de las
fotografas es responsabilidad del operador de la cmara que controla
su posicin manualmente (SILVA, 1999, p 31).
Las cmaras semi-mtricas consideradas para incorporar una placa reserva, o sea, una placa de vidrio que contiene marcas grabadas a
distancias uniformes que sirven para corregir el efecto de
deformacin y dislocamiento del plano imagen (SILVA, 1999, p 33).
Finalmente, las cmaras no mtricas son producidas para la fotografa profesional. La calidad geomtrica no es lo fundamental, pero si es
necesaria l a geometra de la imagen. No presenta orientacin
interna, marcas de referencia, foco fijo y pueden ser calibradas. Hay
gran disponibilidad comercial para este tipo de cmaras (LOCH, 2002).
* Referencias: dispuestas en un punto medio de las mrgenes o en los ngulos del
cuadro del plano de la imagen, cuyas diagonales se interceptan en un punto central
denominado punto principal (SILVA, 1999, p31).
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CaptuloII
Cmaras electrnicas Los argumentos ms interesantes a favor de las cmaras electrnicas
actuales no estn centrados en la calidad de la imagen, sino en el plazo
prctico. Con una cmara sin filme se puede ver una imagen en instantes,
algunas veces en segundos despus de la captura. La gran ventaja es
exactamente eliminar el largo proceso de tomar la foto, hacer la revelacin,
digitalizar el filme e imprimir la imagen en la tela para obtener una versin
digital de alta calidad (MELLO, 2002).
La cmara convencional Depende del filme y el papel, por tanto, la calidad de la fotografa tambin
depende de varios factores para el alcance de un buen resultado. Por ejemplo
la uniformidad del plano del filme, si el mismo e s nuevo o no h a sido
expuesto a extremos de temperatura o a la luz.
La cmara digital Sustituye el filme en las cmaras convencionales por un semiconductor
especializado, un pedazo de silicio que conduce parte de la electricidad pero no
toda llega a ella. Este tipo de semi-conductor s e llama CCD, (Charge
Coupled Devices dispositivo de acoplamiento de carga) (ROSE, 2002).
Este conductor s e c o m p o n e de millares de elementos fotosensibles
separados y organizados en un grado que generalmente corresponde a la forma
del visor. La imagen atraviesa la objetiva y pasa en CCD que convierte la luz
en impulsos elctricos. La intensidad de la carga vara dependiendo de la
intensidad de la luz que pasa en cada elemento. Este aspecto es muy parecido
con el filme.
Las ventajas del CCD cmaras, comparadas con las fotografas
convencionales, adems de la eliminacin de etapas y procesos de la
revelacin, estn en el tamao, peso, dinmica de alcance, sensibilidad ptica,
estabilidad y linealidad. La mayora de las cmaras digitales tambin permiten
desechar las fotos mal tiradas, as no s e desperdician fotos reveladas sin
necesidad ni memoria para almacenarlas. Todo indica que CCDs son
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CaptuloII
excelentes sensores fotogramtricos; no o b s t a n t e , son limitados por el
formato, l a calidad artificial (defectos debido a efectos tcnicos, ruido, etc.), y
el encuadramiento de valores (WARNER, GRAHAN, READ, 1997, p.129).
El avance de la tecnologa de construccin de los sensores CCD en lnea y
en matriz, permite la disponibilidad de imgenes digitales para un
mapeamento cada vez mayor tanto las obtenidas de satlites de alta resolucin
como de las recientes cmaras digitales fotogramtricas. Esta tecnologa
tambin est disponible en las cmaras digitales para el consumidor comn
(SILVA; MELLO; OLIVEIRA; 2005).
La mayor limitacin de las cmaras digitales es l a resolucin. L a s
cmaras analgicas permiten una calidad e n l a i m a g e n superior a la
cmara digital, no obstante, con l a velocidad del avance tecnolgico en pocos
aos, las mismas sern capaces de ofrecer la resolucin necesaria para
satisfacer prcticamente las caractersticas de las imgenes analgicas.
2.1.2 Recomendaciones de cmaras. Sus propiedades Para los levantamientos fotogramtricos:
Cmara semi-mtrica digital dp3210 con 3,2 mega pxel; Rollei, juntamente con e l Sof tware RolleiMetric MSR Plan, productos
procedentes de Alemania. Este software posee una versin ms
simplificada que puede ser adquirida gratuitamente, p e r o l a
m i s m a s o p o r t a s o l a m e n t e a r c h i v o s d e l f o r m a t o
( R D C ) , Rollei Digital Cmara, obligando al usuario a comprar,
c o m o mnimo, l a cmara. Este software trae e l hard lock (llave
de seguridad).El programa posee ms funciones y reconoce otros tipos
de formato de archivo tales como: jpeg, tif, bmp y rdc.
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CaptuloII
Figura 2.2 Cmara digital Rollei dp3210 - Cmara semi-mtrica digital de gama alta con 3,2 mega
pxel. Objetivo zoom 10x D-VarioApogon de alto valor y zoom digital 4x.
Opcin de grabar vdeo con sonido.
Para trabajos de restitucin
Cmara analgica Pentax Pams-645, semi-mtrica, de medio formato, para diapositivas con tamao nominal de 6.0 x 4.5cm con constante de
cmara*1 de 44,10mm y dispositivo de vaco.
Figura 2.3 Cmara analgica Pentax Pams-645
*1 Es la distancia entre el plano principal de las lentes, y el centro de proyeccin de los
rayos en la cmara, en el caso donde el objeto prximo no es enfocado al infinito,
usando rayos convergentes. En el caso de foco en el infinito, d onde l os rayos son
paralelos, l a constante de la cmara se aproxima de la distancia focal, no siendo igual
por el efecto de la distorsin radial de las lentes y por la variacin en la abertura del
diafragma.
*2 El chip responsable de registrar la imagen puede moverse libremente para el frente
y para atrs, focalizando la imagen automticamente.
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CaptuloII
Cmara digital Olympus C-820L, no mtrica, autofocos*2, con chip de memoria para 16 imgenes utilizando 1024 x 768 elementos sensores de
aproximadamente 10m y cabo serial.
Figura 2.3 Cmara digital Olympus C-820L
2.2 Software que pueden ser utilizados en Fotogrametra.
Delta-Latino: Sistema de restitucin sobre las estaciones fotogramtricas DPS Geosystem
Microstation: Sistema CAD para el tratamiento y edicin de vectores. Una de sus funciones est en la realizacin de la limpieza y creacin topolgica.
o Geographic: Aplicacin desarrollada sobre el lenguaje de desarrollo de Microstation.
o TerraModel: Aplicacin desarrollada para trabajar sobre Microstation. Permite la creacin de superficies a partir de puntos
y lneas de ruptura con Z conocida.
ACAD: Sistema CAD empleado para la creacin de los elementos slidos y realizacin de las operaciones de unin, interseccin y diferencia.
3DS max 4: Sistema destinado para la modelacin, tratamiento de textura, asignacin de luces, asignacin de cmaras y animacin de los objetos.
Photoshop: Sistema destinado para el procesamiento de imgenes. Access: Sistema de gestin de base de datos sobre Microsoft.
Desarrollo de herramientas MDL y macros: Para la determinacin automtica de la altura de las edificaciones.
Rollei Metric MSR (Metric Single Image Retification), constituye un sistema fotogramtrico que efecta l a avaluacin 2D de cualquier objeto.
Disponible en tres versiones:
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CaptuloII
Versiones del Software Rollei Metric MSR:
- MSR Free, versin gratuita; posibilita el uso de fotos obtenidas solamente a v sea, archivos RDC. N o
e c e s i t a l l a v e d e s e g u r i d a d p a r a s u u s o .
d e a r c h i v o s
ala real en cualquier tipo de plano y transforma
genes perspectivas en proyecciones paralelas correspondientes a las
tra s de cmaras de la serie Rollei, o
n
- MSRlight, permite l a utilizacin de imgenes e n f o r m a t o s BMP o TIF.
- MSR full version, l a ms completa, p e r m i t e e l u s oe n f o r m a t o J P G .
El programa combina la posibilidad de procesar las imgenes digitales y
representarlas a su esc
im
rectificaciones en escala real. Las transformaciones de estas imgenes en
proyeccin paralela son obtenidas a travs de la informacin de un objeto
conociendo puntos de control o redes que puede ser usado en varias reas en
que se exige la representacin de la escala real de forma rpida y
econmica tales como: e n la arquitectura, la industria, cuidado y conservacin
de monumentos, la cartografa de pequea escala, accidentes de trnsito y la
tecnologa criminal.
RolleiMetric MSRParallel. Software de rectificacin
a) b) Restitucin a partir del AutoC partir de lneas paralelas sobre el objeto. Para el uso de este softw da su instalacin en un
ad Retificacin a
are se recomienmicrocomputador con algunas configuraciones mnimas: IBM compatible con PC equipado con procesador Pentium. Velocidad mnima de 166 MHz.
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32 MB RAM.
(mn. 800 x 600 pxeles).
ional Windows 98.
r ener un uso ms
IBM compatible con PC equipado con procesador Pentium
acional: Windows XP, Windows NT, Windows 2000.
Disco rgido con capacidad mnima de memoria de 2 GB. Alta resolucin grfica de la tela Sistema operac
Pe o el mnimo recomendado por el fabricante para obt
satisfactorio sera:
256 MB RAM Sistema oper
deler. El P o stro del
atrimonio histrico edificado. El bajo costo del equipamiento involucrado, el
poco personal empleado y su agilidad son algunas de las ventajas de este
o Francisco Zucatelli, Brasil).
ibrada la cmara y el software. En
carpeta en que fue instalado el Photomodeler existe un archivo
de se encuentra una hoja tamao A4 con
Software Photomoh tomodeler es el software ms utilizado en los levantamientos cata
p
mtodo en comparacin con los otros mtodos de catastro; sus procesos y
herramientas automatizados posibilitan que los trabajos se tornen muy
productivos.
Metodologa propuesta para la utilizacin del Photomodeler. ( Realizado por Guillerm Paso 1. Calibracin de la Cmara Antes de iniciar cualquier trabajo debe ser cal
la
PhotoModelerCalibrationGrid.pdf, don
un trazado de calibracin que ser necesario imprimir una copia de sta, para
utilizarla posteriormente.
Abriendo el Software y haciendo clic en File New Project aparecer esta
pantalla.
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Fig. 1 New Project
Seleccione la opcin Photomodeler Calibration Project -> Next -> Next.
Aparecer una caja de texto donde usted deber nombrar a su mquina
fotogrfica y luego presionar Next,
Fig. 2 Nombre de la cmara
Preguntar si fue usado zoom en el trabajo. Independientemente de la
respuesta, la cmara deber siempre trabajar a un mismo zoom. Cuando se
cambia ste se cambia tambin la distancia focal, sin embargo el software solo
reconoce una distancia focal por mquina. Por lo que se debe proceder al uso
de diferentes zoom a repetir el proceso de calibracin para cada zoom,
nombrando cada uno de manera diferente.
En los pasos siguientes tenemos la opcin de escoger el tipo de cmara a ser
utilizada (Digital, 35mm, Polaroid, etc.). Haciendo esto, el software pedir
dnde estn localizados los archivos de imgenes de la hoja de calibracin.
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CaptuloII
Fig. 3 Imgenes de calibracin
La hoja, previamente impresa, deber ser colocada sobre una superficie lisa,
de donde deber ser fotografiada desde diferentes posiciones y ngulos. El
software aconseja que tal accin sea realizada usando un trpode para que no
ocurra temblor en las fotos. Debern ser obtenidas entre 6 y 12 fotos para que
el software consiga adquirir todos los parmetros necesarios. Salve las
imgenes para la calibracin en un lugar conocido.
Haga clic en Add/Remove Image(s) Change directory y seleccione el
directorio donde usted salv las imgenes.
Fig 4 Seleccionando imgenes para calibracin
Haga clic en All para seleccionarlas todas o seleccinelas una por una. OK
Next Fins. Aparecer la siguiente pantalla.
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CaptuloII
Fig 5 Ejecucin de calibracin
El prximo paso ser ejecutar la calibracin haciendo clic en Execute
Calibration, en la caja de mensaje abierta en el centro de la pantalla. La
calibracin se dar automticamente; llevar algunos minutos dependiendo de
la calidad de las imgenes.
Fig 6 Calibracin Automtica
Terminando este proceso cierre la ventana interna haciendo clic en Close y
salve el proyecto, haciendo clic en File Save Project y dando un nombre al
archivo creado (Ejemplo: sony.pmr). La calibracin est lista y el archivo creado
posee los datos de la cmara.
Paso 2. Levantamiento fotogrfico Definida la mquina fotogrfica a ser usada, el levantamiento fotogramtrico
necesita de las fotografas obtenidas de las fachadas, tejados y detalles de
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manera tal que haga una sobre posicin donde los puntos en comn estn, por
lo menos, en tres fotos.
Las imgenes obtenidas deben preferentemente tener la misma distancia del
objeto debido a la correccin luminosa automtica de la cmara. Una imagen
obtenida a mayor distancia cambia la textura del objeto. Para los trabajos con
muchos detalles pequeos, lo ideal sera obtener fotos a la misma distancia
usando el zoom de la mquina y calibrando esta como otra mquina.
La mquina deber ser mantenida lo ms estable posible para que no ocurra la
distorsin de la imagen para lo cual se debe usar un trpode.
En el campo, se debe obtener una medida de control para que el software
reconozca la distancia real de los objetos. Para esto existen dos mtodos:
- Mtodo de la distancia conocida: Con cinta se mide la distancia entre dos puntos conocidos. A partir de este se conoce automticamente los
otros. - Mtodo de las coordenadas conocidas: Conociendo dos o ms
coordenadas de puntos (Puntos de control) del objeto por mtodos
topogrficos (Estacin total o Teodolito) son descubiertas las medidas
del objeto.
El mtodo topogrfico posee la ventaja de ser capaz de geo-referenciar el
objeto, o sea, para hacer la ubicacin del espacio en la tierra. Los dems
pueden realizar el levantamiento, no necesitando la estacin total o el teodolito.
Paso 3. Definir el objeto de estudio
El objeto de estudio elegido para realizar el levantamiento fotogramtrico en
este caso fue una de las construcciones de la Isla Anhatomirim, Florianpolis.
La Fortaleza de Santa Cruz, estratgicamente situada en la entrada de la Baha
Norte fue construida en el siglo XVIII. Constituye uno de los vrtices del
sistema triangular de defensa idealizado por el brigadier Silva Paes. Su
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CaptuloII
construccin inici en 1739 y fue concluida cinco aos ms tarde. Su
arquitectura tiene trazos de influencia renacentista. Est en una isla con
gruesas murallas y sus edificios se distribuyen de manera dispersa en
diferentes niveles. La mayora de los materiales utilizados en su construccin
son de la propia regin con excepcin de los elementos de cantera y los lioz
especie de mrmol portugus existente en los alfeizares de las puertas,
escaleras y algunas bases de los caones.
Figura 7: Isla de la Fortaleza de Anhatomirim
La nueva casa del comandante, edificacin escogida para este trabajo, fue
edificada cerca de 1895 en el lugar donde estaba la capilla de la fortaleza,
demolida para dar lugar a esta construccin. En ella vivan el comandante y el
mdico de la fortificacin.
Figura 8: Nueva Casa del Comandante
Paso 4. Iniciando el Proyecto Ejecutando el Photomodeler, iniciamos un nuevo proyecto en:
File New Project AStandart PhotoModeler Proyect Next Next.
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CaptuloII
El software pregunta por la unidad de dimensin a ser utilizada y la mayor
dimensin aproximada del objeto. La dimensin atizada ser en metros y la
unidad aproximada es veinte metros. Next.
Figura 9: Parmetros de proyecto ventana 01
Para seguir ser necesario definir la cmara. Como la calibracin ya fue hecha
y salvada en un archivo, se selecciona la opcin Acalibrated camera or e
previously used in Photomodeler. En la prxima ventana existirn dos campos:
el de arriba, para usar una cmara de un proyecto ya existente y el de abajo,
para buscar un archivo de calibracin. Haciendo clic en Browse, seleccionamos
el archivo previamente creado (*.pmr) Next:
- Se abre una ventana que contiene los parmetros de la cmara. Next. - Adicionamos las fotos obtenidas en el campo: Add/Remove Images - Seleccionamos solo tres fotos (Figura 10) de este modo el proyecto va a
desarrollarse, adicione ms fotos. Next Next Finished.
Figura 10: Fotos iniciales del proyecto
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CaptuloII
A partir de ese momento se inicia el proceso de vectorizacin de las imgenes.
Los puntos, lneas y curvas en comn en las imgenes debern ser marcados y
conectados entre si. Despus de estas demarcaciones, debemos hacer que el
software procese el trabajo y entonces demarcamos las caras.
Para auxiliar la marcacin, la herramienta del zoom puede ser utilizada de dos
maneras, la rueda central del Mouse con la tecla Alt. situar el Mouse sobre
una regin y apriete scape.
Figura 11: Zoom local (tecla Alt.)
Paso 5. Inicio de todos los proyectos por los puntos
Iniciamos todos los proyectos por los puntos y a partir de ah podemos
referenciar las fotos entre ellas. Para que las imgenes sean referenciadas una
de otra debemos:
- Referenciar seis puntos de esta en otra foto. - Referenciar tres puntos que estn referenciados, por lo menos, en otras
dos fotos.
Con un doble clic en la imagen nmero 1 la imagen abrir. Haciendo clic en
Mark Points Mode o apretando el nmero 2 (dos) del teclado, activamos la
demarcacin de los puntos.
Como ejemplo marcaremos las molduras de las ventanas. Todos los puntos
poseen un nmero (ID).
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CaptuloII
Ejemplo 12: Demarcacin de los primeros puntos
Este proceso puede ser repetido infinitas veces a lo largo del proyecto, as se
puede comenzar por los objetos mayores y luego terminar los detalles.
A continuacin comenzamos a referenciar los puntos y hacemos clic en
Referente mode o apretamos la tecla R, se abrir una nueva ala e
informaremos la imagen de referencia al mismo punto ya marcado y la imagen
de destino, donde ser marcado.
Figura 13: Modo de referencia
Seleccionamos la imagen de destino y aparecer en una ventana al lado de la
imagen de referencia. Luego se seleccionan los puntos y situando el Mouse
sobre la imagen de destino aparecer el punto a ser referenciado en color
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amarillo en la imagen de referencia. Haciendo esto para todos los puntos,
automticamente pasar para la prxima imagen. Los mismos puntos no deben
ser referenciados en muchas imgenes pues habr mayor propagacin de
errores.
Figura 14: Referenciando los puntos.
Paso 6. Definicin de las lneas La lnea es definida como una recta que va de un punto a otro, de este modo,
el proceso de creacin de lneas puede ser hecho empatando puntos ya
definidos o creando nuevos. Hacemos clic en Mark Line mode o
presionamos la tecla (4), podemos definir la recta. Con esta herramienta
podemos hacer clic en puntos ya existentes o crear nuevos puntos.
Figura 15: Definiendo las lneas
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CaptuloII
Paso 7. Definicin de las curvas Los elementos curvos pueden ser definidos por la herramienta Mark Curves
Mode o apretando la tecla (7). Se debe ir haciendo clic en los bordes del
elemento, rodendolo lo ms parecido al objeto que sea posible. Las curvas
deben ser marcadas en el objeto antes de ser referenciadas.
Paso 8. Procesamiento El procesamiento consiste en ajustar los puntos a travs de mtodos
estadsticos, determinando sus desvos. En caso de que este fuera muy
grande, el software corregir el desvo. Para proseguir el proyecto deber ser
corregido el punto problemtico. Para procesar el proyecto hacemos clic en
Precess o presionamos la tecla (F5). Se abrir una ventana con las
sugerencias; entonces presione en Process.
Figura 16: Procesamiento OK
Paso 9. Creacin de las caras Las caras son, tal como las lneas delimitadas por puntos. Para facilitar la
visualizacin hacemos clic en Open a 3D view, o presionamos (F7). En la
A. Visibility, seleccione Points, lines, Superpaces Fast Texturas, OK.
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Figura 17: Opciones de visualizacin
Aparecern en vista 3D, las lneas delimitadas por las molduras de las
ventanas. Haciendo clic en Path Mode, haga clic en los puntos que definen
los planos y terminando haga clic derecho en Finish Surface.
Figura 18: Creacin de las caras
Paso 10. Definicin de la escala Para definir todas las medidas del objeto definimos a partir de las distancias de
los puntos conocidos. Haciendo clic en Project Scale/Rotate Scale. En
distancia, medida con el valor obtenido de la medicin en el campo. Seleccione
los dos puntos y haga clic en Define.
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CaptuloII
Figura 19: Creacin de las caras
Paso 11. Se exporta el Proyecto Existe la posibilidad de exportar el proyecto por:
Ortofoto Una ortofoto es una imagen fotogrfica que fue rectificada diferencialmente
para remover cualquier distorsin de geometra (posicin e inclinacin) y los
desplazamientos debido al relevo.
Para obtener la ortofoto de una fachada se hace clic en File Export Ortho
Photo. La ortofoto es definida a partir de un plano (la fachada). Para esto es
necesario definir tres puntos de fachada y en Project Plane hacemos clic en 3
Points, as se definen los planos y el origen de los ejes. Haciendo clic en
Update preview se visualiza una miniatura de la ortofoto. Luego, clic en Export
y se define la carpeta y el nombre del archivo (.tif).
Figura 20: Creacin de la Ortofoto.
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Paso 12. Creacin del modelo tridimensional Existen diferentes tipos de extensiones de archivo que el PhotoModeler
exporta: .dxf, .3ds, .wrl, .obj, etc, pero se toman principalmente las extensiones
dxf y 3ds.
Formato dxf Este formato posibilita el uso del proyecto en modo vectorial (AUTOCAD),
utilizado para hacer mediciones, catastro, plantas bajas, etc.
Formato 3ds Muy utilizado en la animacin grfica ya que permite visualizar el objeto virtual
con sus texturas.
Para obtener la ortofoto se da clic en File Export Model.
Haciendo clic en OK, basta escoger el nombre del archivo y la carpeta de
destino.
Figura 21: Creacin del Modelo Tridimensional
Paso 13. Obtencin del objeto de estudio 3D El levantamiento de la edificacin genera el objeto en 3D.
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Figura 22: Objeto en 3D
Nota de la Metodologa: Las fotos presentadas en esta metodologa fueron obtenidas a diferentes
distancias del objeto. Esto debe ser evitado para que no exista diferencia de
luminosidad, consecuentemente las texturas de las caras entre las imgenes
cambiadas.
Figura 23: Diferencia de las texturas
Figura 24: Distancia Base
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Algunos factores pueden ser relevantes para la disminucin del error como:
- Calidad de la mquina.
- Calidad de la foto (bien posicionada, totalmente sin ruido la imagen)
- Filo visual.
Figura 25: Obtencin del modelo vectorizado
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Conclusiones
Captulo 3. La Fotogrametra como herramienta para la conservacin de bienes que formen parte del patrimonio cultural y arqueolgico.
3.1 Ejemplos de trabajos realizados para la conservacin del patrimonio
mediante el uso de la Fotogrametra
3.1.1 Implementacin de un registro fotogramtrico del Patrimonio Arquitectnico de la cuidad de Baha Blanca. Autores: Ariel Luis Raniolo; Hilda Gismano; Nora Plana; Elsa Aguirre; Cecilia Bergallo. (Universidad Nacional del Sur Departamento de Ingeniera