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Fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre

Fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre

Existen dos tipos de fotogrametrías, la fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre dependiendo del modo de obtención de las imágenes.

¿Qué es la fotogrametría? Se trata de una técnica en la cual se determinan las propiedades geométricas de diferentes objetos o situaciones espaciales a partir de fotografías. Estas imágenes obtenidas pueden captarse en largo o corto alcance.

Es una técnica para medir coordenadas en tres dimensiones (3D) muy utilizada en topografía. Esta técnica parte de la base de la medición sobre fotos, con una única fotografía obtenemos información bidimensional.

En cambio, con 2 o más fotografías se obtiene información tridimensional, es decir, una visión estereoscópica gracias a la zona de solape de las fotografías. De esta forma, se han ido perfeccionando nuevos métodos en la captura de imágenes en la fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre.

Fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre, la evolución

Fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre metodología

Con la evolución de la tecnología, la fotogrametría se está utilizando actualmente en diferentes ámbitos como los videojuegos o en el cine, ya que es un método que permite ofrecer un realismo espectacular.

Pero la fotogrametría no es una técnica nueva, en el siglo XVIII, concretamente en el año 1725 ya se dieron indicios de esta metodología. Se utilizó la perspectiva para la cartografía, aunque apenas tenía precisión.

Tras la invención de la fotografía en 1839, 20 años más tarde, en 1859, el coronel francés Aimé Laussedat la utilizó para la confección de mapas topográficos. Además, este coronel francés trabajó para construir un prototipo de lo que actualmente conocemos como fototeodolito.

Con el paso de los años se fueron perfeccionando estos aparatos para utilizarlos en obras arquitectónicas, cartografía, etc. Y se empezó a utilizar la captura de varias fotografías, utilizando el solape, que es lo que actualmente conocemos como la fotogrametría.

De esta forma, a principios del siglo XX, se buscan nuevos métodos y se crean nuevos aparatos de precisión para su utilización en topografía, cartografía, etc.

Por tanto, se empiezan a capturar imágenes aéreas y de esta forma, da su comienzo lo que actualmente entendemos por fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre.

Y fue en esta época donde se construyeron aparatos que más adelante se convertirán en equipos topográficos como el estereoplanígrafo, el fotocartógrafo, autoreductor, etc.

En la actualidad, la fotogrametría aérea, gracias a los avances tecnológicos, ha podido montar cámaras fotográficas digitales, con gran calidad y precisión, sobre drones para obtener imágenes perfectas y sin errores.

Fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre, metodología para topografía y cartografía

Fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre cartografía y topografía

El método fotogramétrico para la reconstrucción de terrenos u objetos en topografía o cartografía se puede resumir de la siguiente forma:

  1. Fotografía de los objetos: Se debe realizar una planificación de vuelo previas y de las tomas de fotografías. Una vez planificado, se obtienen las imágenes para después procesarlas.
  2. Orientación de las imágenes: Los fotogramas deben colocarse en la posición adecuada con sus marcas fiduciales. También, colocar los fotogramas en la misma posición que el orden de toma fotográfica. En este punto se realizarán dos tipos de formación de modelos:
  • Por restitución: En esta formación se le aplican los giros, traslaciones y escalas. De esta forma se obtiene un modelo de coordenadas del terreno. Además, se incluye el escalado del objeto para trabajar con medidas reales.
  • Por rectificación: Tras la orientación del haz de luz (interna y externa), se consigue la intersección entre esa luz y el MDT (modelo digital del terreno) del espacio a determinar.

Existen muchas formas de realizar fotogrametría, podemos encontrar la fotogrametría analógica, la analítica, la digital, la fotogrametría aérea y fotogrametría terrestre.

Además, se puede aplicar en muchos ámbitos, como se ha dicho antes, ya se está utilizando para el cine y los videojuegos, pero también en cartografía, arquitectura, ortofotografía, agronomía, arqueología, medio ambiente, topografía, deporte, emergencias, medicina, seguridad, etc.

Ortofotogrametría y la ortofotografía

Ortofotogrametría y la ortofotografía

La ortofotogrametría se trata de la representación fotográfica de un terreno.

Gracias a las nuevas tecnologías y con la ayuda de drones, con este método se puede obtener más información de forma fácil, en menor tiempo y una disminución de los costes frente a los mapas gráficos.

De esta forma, con la ortofotogrametría se obtiene el producto llamado ortofotografía, esto es un documento fotográfico que aprovecha la información de la fotografía aérea y realiza las mismas medidas que en un plano gráfico.

Los principios de la ortofotografía comenzaron en 1931, pero no fue hasta 1955 cuando se empezaron a desarrollar las aplicaciones para este método cartográfico.

Ortofotogrametría y la ortofotografía, la rectificación diferencial y la ortoproyección

ortofotogrametría rectificación diferencial

Para trabajos topográficos y cartográficos que se requiera la toma de fotografías aéreas, en el caso de terrenos horizontales y llanos el eje de la toma fotográfica aérea tiene un pequeño ángulo con la vertical se corregirán las deformaciones del terreno.

En el caso de imágenes de terrenos con relieve, las fotografías aéreas tomadas con un eje ligeramente inclinado, se deberá aplicar la técnica de rectificación diferencial.

Con esta técnica se corrigen las deformaciones de la imagen que se generan por los desniveles del terreno y por la toma de fotografías aéreas con ligeras desviaciones verticales.

Tras las correcciones de la fotografía de relieve e inclinación mediante la técnica de la rectificación diferencial, se obtienen fotomapas precisos con un método fotogramétrico al que se le denomina ortoproyección.

De esta forma, la rectificación diferencial de la fotografía es un método por el cual se endereza y se ponen escalas a las unidades geométricas del terreno. Todos estos puntos perfectamente ensamblados darán una fotografía del terreno con la precisión de un mapa, al cual se le llama ortofotografía.

Ortofotogrametría y tipos de ortofotografía

ortofotogrametría tipos

Existen dos tipos de ortofotografías:

  • Ortofotografía óptica: En este tipo de ortofotografía se parte de la diapositiva de la fotografía original y se transmite la imagen ópticamente. Este proceso de transmisión se realiza a partir de pequeñas unidades geométricas, al negativo final. La imagen final se trata de una imagen fotográfica.
  • Ortofotografía digital: La ortofotografía digital se determina de forma analítica a través de los píxeles de imagen. A partir de imágenes digitales o fotografías escaneadas, se dividen en elementos rectangulares o píxeles. Analíticamente se aplican las correcciones en los errores de relieves y a la falta de verticalidad en la toma de fotografías aéreas. Como resultado, se obtiene una imagen nueva digital y corregida.

Ortofotogrametría y ortofotografía, generación de ortofotos y problemas

ortofotogrametría ortofotos

El proceso para la generación de una ortofoto se realiza en dos pasos:

1- El punto de partida es una imagen raster ‘vacía’. En este punto se debe conocer el tamaño de píxel y las coordenadas imagen raster, es decir, con la XY mínima y la XY máxima de la propia imagen.

2- El siguiente paso es lo que se necesita para cada píxel de la ortofoto:

  • a) Se obtienen las coordenadas X, Y.
  • b) Con las coordenadas X, Y se acude al MDE (Modelo Digital de Elevaciones) y se realiza una interpolación para obtener la coordenada Z en ese punto.
  • c) Se aplican ecuaciones para obtener las coordenadas imagen X e Y de ese punto en el terreno.
  • d) Se aplica un remuestreo para asignar un valor al píxel de la ortofoto.
  • e) Se repite el proceso desde el punto a)

Los problemas que pueden aparecer en la generación de ortoimágenes son:

  • Que la imagen no esté completa.
  • Presencia de ‘arrastres’ en la ortofoto.
  • Aparición de dobles imágenes o porciones de imagen no cubiertas.