Determinación escala fotografías Aéreas mediante mapa.

Introducción El presente informe describe algunos de los métodos mas usados para determinar la escala de una fotografía aérea, mas puntualmente conociendo los valores de Zr(altura relativa del vuelo) y C(distancia principal) describiendo procedimientos, equipo necesario y resultados obtenidos de la realización de un ejercicio practico realizado en clase de Fotogrametría.

Objetivos General: Determinar la escala media de una fotografía aérea vertical en función de la distancia principal y la altura relativa del vuelo y en función de distancias medidas en la fotografía y sus correspondientes en un mapa

Especificos: 1. Conocer los conceptos fundamentales que justifican y permiten determinar la escala en una fotografía aérea y su adecuado uso 2. Calcular la escala media de una fotografía aérea mediante los valores de distancia principal (c) y altura relativa del vuelo (Zr) 3. Calcular la escala media de una fotografía aérea mediante la medición de puntos correspondientes entre la foto y un mapa 4. Conocer las características de una foto según el tipo de cámara con la que se tomó (supergranangular, granangular, ángulo normal o estrecho)

Materiales y Equipo  Fotografía Aérea Vertical:

Zona urbana de Cali

Entidad: IGAC

Fotografía No: 147

Vuelo: R754

C(dist principal): 154.064mm

Zr(altura relativa vuelo): 1650m  Mapa Correspondiente a la zona: Mapa turístico de Cali a escala 1:25000  Regla de 30cm  Calculadora científica: Casio fx-991ES  Lápices de Colores: lápiz rojo, lapicero negro

Marco Teórico Las fotografías aéreas son imágenes de la superficie terrestre captadas desde vehículos voladores, a través de películas montadas en cámaras especiales. Las fotografías aéreas pueden clasificarse de distintas maneras, una de ellas es en función del campo angular del objetivo con que se toman las fotografías. Así, tenemos: normales, gran angulares y super gran angulares cuyos valores son aproximadamente de 60º, 90º y 120º respectivamente como se explica en la siguiente gráfica:

Gráfico 1: Clasificación de la fotografía en función de su campo angular (Papetti 2006) Aplicación según el tipo de cámara:

TIPO

Supergranangular

Granangular

Ángulo normal

Ángulo estrecho

DIST. PRINCIPAL

APLICACIONES PRINCIPALES

88/85 mm

Levantamientos de grandes superficies a escalas pequeñas, especialmente con aviones de poco techo; vuelos especiales por debajo de las nubes. Alta precisión altimétrica.

150/153 mm

Tareas universales, para triangulación aérea y levantamientos topográficos y de escalas grandes. Precisiones equivalentes en altimetría y planimetría.

210 mm

Fotomapas y levantamientos, cuando no puede utilizarse el tipo de ángulo normal, por ej.: por no adecuarse a los restituidores existentes.¨Á

300/305 mm

Fotoplanos, ortofotos, levantamientos de precisión, mapas básicos urbanos (disminución de espacios muertos). Altas precisiones planimétricas.

Tabla1: Aplicación de fotos según el tipo de camara

También pueden clasificarse en función de la inclinación del eje óptico de la cámara con respecto a la vertical. Tendríamos en este caso: verticales, inclinadas y horizontales. Se dice que una fotografía es "vertical" cuando la inclinación con respecto a la dirección de la gravedad es menor de 3º, en la siguiente imagen se describe la situación:

Grafico 2: Fotografía Vertical (Papetti 2006) Para esta práctica nos interesan las mediciones en fotografías aéreas verticales, las cuales están incluidas en el campo de la Fotogrametría. Conocer el modo de medir imágenes y calcular su tamaño real además de los métodos para determinar la escala media son vitales para la interpretación fotográfica.

Determinación de escala – Factores y Conceptos La escala relaciona el tamaño de una imagen con el tamaño real del objeto. Los tamaños de las imágenes en fotos aéreas verticales dependen de la altura de vuelo del avión sobre el terreno y la distancia focal de la lente de la cámara fotográfica. Es importante recordar que la distancia focal1 © y la altura sobre el terreno (Z), deben expresarse en las mismas unidades. Si el terreno representado es perfectamente plano y la foto fue obtenida en un itinerario en línea recta y perfectamente horizontal, todos los objetos estarían representados a la escala exacta. Sin embargo el terreno rara vez es totalmente plano y la escala variará a lo largo del formato de la fotografía al variar continuamente la altura de vuelo sobre al terreno. Así, la altura de vuelo sobre un valle será mayor que sobre una montaña. Por lo tanto se debe tener en cuenta que en una meseta o área montañosa tendrá una escala superior a la de un valle o depresión. En consecuencia la es puntual, es decir: la escala es distinta para cada punto del terreno en función de las diferencias de altura.

1

Distancia Focal = Dist Relativa

Para mitigar el error producido por la altura, se introducen los conceptos de Altura Absoluta (Ha) y altura relativa (Hr)

Gráfico 4: Relación entre la altura absoluta y la relativa Debido a la existencia de desniveles en el terreno, la escala de una fotografía es puntual, es decir: la escala es distinta para cada punto del terreno en función de las diferencias de altura. Definiciones: -

Altura absoluta de vuelo. (Habs ó Ha): Es la altura de vuelo sobre el plano de referencia (cota cero o conocida) - Altura relativa de vuelo (Hrel ó Hr): Altura de vuelo sobre un punto del terreno. Hrel = H abs – cota del punto - Altura relativa media de vuelo (Hm): Es aquella referida a las cotas medias del terreno. - Escala nominal: Es la que corresponde al plano de referencia o plano horizontal de cota conocida. - Escala media: Es aquella referida a las cotas medias del terreno o a la altura relativa media de vuelo (Hm).

Para poder realizar medidas en la fotografía es necesario conocer procedimientos para el cálculo de su escala, siempre en el entendido de que la escala que se calculará corresponderá a una escala media de la foto, por la característica puntual de la misma. Las fotografías aéreas verticales representan correctamente los ángulos a partir del punto principal, pero la medida de distancias horizontales está sujeta a variaciones, en razón del desplazamiento debido al relieve.

Calculo de la Escala Podemos calcular la escala de una foto cuando no la poseemos conociendo la distancia principal y altura media de vuelo de la siguiente manera: Generalmente el dato correspondiente a la distancia principal está indicado en el borde de la foto o en sus anotaciones marginales. Por ejemplo: dependiendo del modelo, en el marco del nivel esférico en cámaras Zeiss clásicas y en el espacio para anotaciones o en el marco cerca del número de foto en las cámaras Wild clásicas. La altura de vuelo absoluta puede quedar registrada (dependiendo de la marca y modelo de la cámara) en la imagen de un altímetro en la zona de anotaciones marginales. Para el cálculo de la altura relativa de vuelo sobre la cota media del terreno, "altura relativa media de vuelo", debemos de tener una idea de ésta a efectos de restarla de la altura absoluta. El cociente entre la distancia principal y la altura relativa media de vuelo sobre el terreno, nos dará la fracción representativa de la escala media de la foto.

Recuérdese siempre, que la escala calculada, lo será para aquellos puntos de igual cota. Si la altura relativa de vuelo aumenta, o sea para puntos de cota inferior, la escala será más pequeña y para puntos de cotas superiores, con altura relativa de vuelo más reducida, la escala será más grande. Sucede habitualmente que no podemos conocer ni la altura de vuelo, ni la distancia principal de la cámara (por haberse cortado la tira de instrumentos, sin anotar esos datos básicos al dorso de la foto), en cuyo caso deberemos hacer uso de la relación entre una distancia medida en la fotografía y la correspondiente en el terreno o mapa.

Aplicando esa relación, debería cuidarse que los puntos seleccionados se encuentren aproximadamente diametralmente opuestos al punto principal, a efectos de minimizar los efectos de una falta de verticalidad de la foto, así como que tengan aproximadamente la misma cota, que deberá ser representativa de las cotas medias del terreno. Es además importante que los puntos que determinan la distancia conocida sean claramente identificables en la fotografía.

Marco Metodológico MÉTODO A: (a partir de los datos de la cámara) 1. Obtener la distancia principal (c) de la cámara y la altura del vuelo (Zabs ó Zr) indicadas en la fotografía aérea. Zabs = Altura de vuelo sobre el nivel del mar. Zr = Altura de vuelo sobre el terreno fotografiado. 2. Pasar los datos a la misma unidad, en este caso se hace de mm(distancia focal) a metros (altura relativa) 3. Reemplazar en la ecuación

y calcular.

MÉTODO B: (a partir de un mapa) 1. Identificar dos pares de puntos bien definidos; (cruce de carreteras, edificios, etc.) tanto en las fotografías como en el mapa a utilizar. La separación entre los puntos seleccionados debe alcanzar por lo menos 10 cm. En lo posible las cotas de los puntos deben ser iguales. Para evitar errores debidos a la inclinación de la fotografía, se recomienda que los puntos se hallen sobre las diagonales que pasan por el Punto Principal. 2. Medir las mismas distancias en las fotografías (dab, dcd), y en el mapa (DAB, DCD) y calcular la escala de la foto, tomando la proporción siguiente: Em = Escala Mapa

Ef =Escala Foto

(Em)(DAB) = (Ef1)(Dab) Repetir el mismo procedimiento para otra distancia elegida en la fotografía aérea. (Em)(DCD) = (Ef2)(Dcd) Promediando ambos valores obtenidos mediante la fórmula, se tiene la escala promedio de la fotografía aérea:

Resultados

Conclusiones  No podemos hablar de la escala absoluta de una fotografía aérea puesto que es un valor puntual; cambia de acuerdo al punto en que nos ubiquemos debido a la esfericidad de la tierra, el relieve de la misma, etc  Es muy poco probable que la escala media de una fotografía aérea sea una escala comercial como las utilizadas en los mapas  Si por alguna circunstancia tenemos una fotografía aérea de la cual no conocemos su escala, es posible obtenerla mediante cálculos muy sencillos dependiendo de la cantidad de información extra que poseamos  La base de la medición en fotografías aéreas es el conocimiento de la escala de la misma  Dependiendo del objetivo de nuestras fotografías se escoge el tipo de cámara y el ángulo en que se van a tomar

Bibliografía 1) “FOTOGRAFÍAS AÉREAS ASPECTOS TÉCNICOS” Prog Ing geólogo: Luís E Papetti – 2006 Universidad Nacional de Catamarca http://www.editorial.unca.edu.ar/Publicacione%20on%20line/CUADERNOS%20DE%20C ATEDRA/PAPETTI/fotosaereas.pdf 2) “Determinación de escala, mediciones sobre fotografías aéreas” Ing Forestal: Fabian Reuter ftp://ftp.cricyt.edu.ar/pub/cartografia/CARTOGRAFIA/CATEDRA%20TECNICAS/FOTO GRAMETRIA%20Y%20FOTOINTERPRETACION/DETERMINACI%C3%93N%20DE %20ESCALA%20EN%20FOTOGRAF%C3%8DAS%20A%C3%89REAS%20MEDICIO NES%20SOBRE%20FOTOS%20A%C3%89REAS.pdf 3) “GEOMETRÍA DE LA FOTOGRAFÍA AÉREA” Miguel A. Aguila Sesser, Ariel Pérez Rivell http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/Practico%207.pdf

INFORME TÉCNICO:

DETERMINACIÓN DE ESCALA MEDIA UNA FOTOGRAFÍA AÉREA LGOC (INGENIERÍA TOPOGRÁFICA)

RESPONSABLE: ESTEBAN DAVID LERMA CERÓN

COD: 0825270

PRESENTADO A ING. JORGE ENRIQUE GARCÍA HURTADO

Fotogrametría Análoga Escuela de ingeniería Civil y Geomática Programa Ingeniería topográfica Marzo 2012

Contenido INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 1 OBJETIVOS .............................................................................................................................................. 1 GENERAL: ........................................................................................................................................... 1 ESPECIFICOS:....................................................................................................................................... 1 MATERIALES Y EQUIPO ............................................................................................................................. 1 MARCO TEÓRICO ..................................................................................................................................... 2 DETERMINACIÓN DE ESCALA – FACTORES Y CONCEPTOS ............................................................................. 3 CALCULO DE LA ESCALA......................................................................................................................... 5 MARCO METODOLÓGICO .......................................................................................................................... 6 MÉTODO A: (A PARTIR DE LOS DATOS DE LA CÁMARA) ............................................................................. 6 MÉTODO B: (A PARTIR DE UN MAPA) .................................................................................................... 6 RESULTADOS ........................................................................................................................................... 7 CONCLUSIONES ....................................................................................................................................... 8 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................................... 9