Pontificia universidad javeriana facultad de ingenieria carrera de ingenieria de sistemas



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2.2 Fotografía Aérea


La fotografía aérea es una manera de representar un terreno al momento de la captura de la imagen resguardando sus características reales, con el fin de obtener posteriormente información para ser utilizada en las diferentes áreas del conocimiento que tengan como insumo las fotografías para elaboración de productos relacionados con la morfología de un terreno. Existen tres parámetros de importancia en la clasificación de la fotografía aérea los cuales son: El tamaño de la fotografía, el lente focal de la cámara y la inclinación de la cámara para la captura de la imagen.[Kun99]

Normalmente la fotografía Aérea es tomada desde helicópteros o aviones, sin embargo existen otras plataformas menos usuales en las que se incluyen dirigibles, drones, planeadores entre otros.[Jam10]


        1. 2.2.1 Última Generación de la Fotografía Aérea

          1. 2.2.1.1 Fotografía desde plataformas UAV

Aviones no tripulados se denominan comúnmente vehículos aéreos no tripulados (UAVs). Los EE.UU. DOD (Departamento de Defensa) definen UAVs como vehículos aéreos que no llevan un operador humano, que utiliza las fuerzas aerodinámicas para proporcionar al UAV, poder volar de forma autónoma o ser dirigido por control remoto.[Ger12]

Los sistemas que implementan el uso de UAV tienen varias ventajas como: pueden ser desplegados rápidamente y en varias ocasiones, es menos costoso y más seguro que los aviones pilotados, son flexibles en términos de altura y el calendario de las misiones de vuelo y que pueden obtener muy imágenes de alta resolución.[Hai11]



La necesidad de obtener cartografía de los elementos que nos rodean ha existido siempre. Evidentemente, en cada época se han empleado distintas metodologías y tecnologías para la producción cartográfica. En la actualidad, una de las técnicas más empleadas es la fotogrametría. La idea de poder sobrevolar una extensión determinada para sacar unas fotos y en poder recomponer el modelo para obtener la geometría y los elementos de dicha extensión hace que esta técnica sea muy potente. En determinados proyectos, los elevados costes que supone el despegue de un avión para la realización de la toma fotográfica hacen descartar esta técnica.[Sal12]



Ilustración 4- Octocopter (UAV)[Giz13]

Se propone actualmente la realización de trabajos fotogramétricos con una variante a la metodología convencional: captura de fotogramas con un UAVs (Unmanned Aerial Vehicle) [Sal12], incorporando cámaras de alta resolución que permitan la captura de las fotografías de una localización determinada como lo presenta la Ilustración 4.

Aparte de evidente utilidad en aplicaciones de riesgo, el otro beneficio de los UAV es su capacidad para tener larga resistencia misiones (hasta 48 h o más). Esto es mucho más allá de las capacidades de los aviones tripulados y requeriría numerosas cambios en la tripulación o incluso múltiples vuelve a la base de operaciones. (Gurtner et al., 2009)

        1. 2.2.2 Cámaras


Las cámaras fotográficas, como se ha indicado anteriormente, son sensores remotos pasivos, y una clasificación sencilla de las mismas puede ser la siguiente[IOt011]:

Panorámicas: se caracterizan por cubrir superficies muy extensas en una sola exposición, barriendo el terreno de lado a lado en dirección perpendicular a la dirección de vuelo. Su poder de resolución es grande, pero sin embargo no tienen aplicaciones métricas por la dificultad de determinar con precisión las deformaciones geométricas que producen y de calibrar su orientación interna. [IOt011]

Multibanda: están constituidas por un conjunto de cámaras cuyos disparos están sincronizados, obteniendo cada una de ellas una imagen del mismo territorio, aunque con distintas características puesto que la combinación de filtro y película es distinta en cada una de ellas. [IOt011]

Convencionales o aerofotogrametrías: son cámaras cuyo empleo está indicado tanto con fines métricos como con fines de interpretación del significado de la información contenida en la fotografía. Hoy día son consideradas como las cámaras más versátiles, habiendo sido concebidas para su empleo en fotogrametría. Sus objetivos pueden prepararse para respuestas espectrales en la zona infrarroja, por lo que resultan muy útiles en el campo de la fotointerpretación. Estas cámaras, que son las de empleo más generalizado en fotogrametría aérea, las podemos clasificar a su vez [IOt011]:

• Según el material negativo:

− Placa: la emulsión se dispone sobre un cristal.

− Película: la emulsión se encuentra sobre una película, siendo en la actualidad el material fotográfico de empleo generalizado. Presenta sobre las anteriores la ventaja de permitir una autonomía mayor al vuelo fotogramétrico. [IOt011]

• Según la distancia focal:

Objetivos normales: Se consideran como tales aquellos que tienen una distancia focal aproximadamente igual a la diagonal del cliché que impresionan, en el caso de las cámaras aéreas en torno a 305 o 310 mm. Estos objetivos proporcionan imágenes similares a las que ve el ojo humano. Su ángulo de campo es inferior al de los granangulares. [IOt011]

Objetivos granangular: La distancia focal es menor que la diagonal del cliché. La más frecuentemente adoptada es la de 152 mm (6 pulgadas) y la de 210 mm. Siendo su ángulo de campo mayor que el de los objetivos normales, hace parecer menores los objetos situados a distancia y presenta perspectivas exageradas. [IOt011]

Objetivos supergranangular: Son las cámaras aerofotogrametrías de menor distancia focal, usualmente de 88 mm, e incluso de 85 mm. Las cámaras dotadas con estos objetivos cubren más terreno que las anteriores, con el ahorro que esto supone. Por este motivo su empleo es aconsejable en aquellos casos en los que se precisen escalas grandes y equidistancias cortas. Sin embargo, su precisión métrica es inferior. [IOt011]



Teleobjetivos: Al contrario que los dos tipos anteriores, estos objetivos tienen distancias focales mayores que las de los objetivos normales, llegando a los 610 mm. [IOt011]
        1. 2.3.1 Escala de la fotografía


Escala de la fotografía La escala de la fotografía es la relación entre una distancia en la fotografía y la misma distancia sobre el terreno. En una fotografía aérea, la escala varía con las diferentes elevaciones del terreno. Por tanto, la escala sólo será uniforme con respecto a un plano horizontal de referencia, a partir del cual se define dicha escala. [IOt011]
        1. 2.3.2 Escala de la fotografía aérea sobre terreno llano




Ilustración 5-Escala de la fotografía aérea sobre terreno llano

La Ilustración 5 representa que escala de la fotografía es directamente proporcional a la distancia focal de la cámara e inversamente proporcional a la altura de vuelo sobre el terreno. [IOt011]


        1. 2.3.3 Escala de la fotografía aérea sobre terreno variable


Cuando varía la elevación del terreno como lo muestra la Ilustración 6, varía la altura de vuelo sobre el mismo e igualmente varía la escala de la fotografía. Si aumenta la elevación del terreno, disminuye la altura de vuelo y, por tanto, aumenta la escala. Si, por el contrario, disminuye la elevación del terreno, disminuye la escala de la fotografía. [IOt011]



Ilustración 6- Escala de la fotografía aérea sobre terreno variable

Para una imagen a una altura h:



Se puede afirmar que cada punto de la fotografía tiene una escala. Para generalizar el concepto de “escala de la fotografía” se recurre a la escala media. [IOt011]


        1. 2.3.4 Escala media


Es conveniente definir una escala media de una fotografía tomada sobre un terreno variable. Una escala media es la escala de un terreno, considerando una elevación media, hm. A partir de la figura del apartado anterior, se puede expresar:


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