Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametra1. INTRODUCCINEn el
mbito de la Fotogrametra se debe tener en cuenta la parte de la
planeacin de vuelo
fotogramtricoyaquepuededecirseesunadelasoperacionesmasimportanteenel
desarrollo de un proyecto fotogramtrico, porque con estas bases
tenindose en cuenta la escala de la fotografa con la que se va a
trabajar y la escala delmapa base es que se plantealadireccindel
avincon el quese trabajaraparatomarlas fotos, y el numero
respectivo defotografas quesenecesitaran, as como tambin los
precios tanto de compra, como de venta. El xito de un trabajo
fotogramtrico comienza por la buena calidad de la fotografa y por
consiguiente el vuelo debe prepararse cuidadosamente utilizando las
mejores tcnicas.La elaboracin del proyecto para un vuelo
fotogramtrico exige un buen conocimiento del uso que se le va a dar
a la fotografa y es el trabajo conocido como planeacin de vuelo, en
el cual se deben estudiar mltiples factores y evaluar muy bien
todas las variables involucradas.En la planeacin de vuelo se deben
tener en cuenta aspectos muy importantes, entre los cuales se
encuentran el tipo de cmara, la escala de las fotografas, el
recubrimiento lateral y longitudinal, entre otros,yaque
constituyenlos datos necesarios en la elaboracin del diseo
geomtrico, el cual conforma la parte fundamental de la planeacin de
vuelo.El diseo geomtrico de un vuelo fotogramtrico consiste en
presentar sobre una cartografa Base de menor escala que la de las
fotografas, la localizacin de las lneas de vuelo, los puntos de
toma de las fotografas en cada lnea de vuelo y la nomenclatura de
la lnea o faja de vuelo.En el presente informe se detallara paso
por paso el proceso que debe llevarse a cabo a la hora de hacer la
planeacin de vuelo fotogramtrico, en este caso la planeacin de
vuelo del municipio del Cairo (Valle del Cauca) con una topografa
casi plana, debido a que es de menor dificultad hacer esta
respectiva planeacin, tambin se mostraran tanto las constantes que
se deben calcular, como la informacin debe tenerse en
cuenta.1Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametra2. OBJETIVOS2.1.
GeneralAprender a ejecutar un proyecto completo de Planeacin de un
Vuelo Fotogramtrico paraunaregindel Valledel Cauca,
loquedebeincluir laPlaneacindeVueloy diseo Geomtrico del mismo pero
tambin estimar los costos de ejecucin para las diferentes
actividades.2.2. Especficos Incentivar al estudiante para que
adquiera nuevos conocimientos, y para que se haga conocedor del
proceso que se debe llevar a cabo a la hora de planear un vuelo
fotogramtrico. Recordar al estudiante que para cada proceso que se
lleve a cabo debe tenerse muy en cuenta la parte econmica,pues la
persona encargada debe tratar de ahorrar lo que mas
pueda.2Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametra Tener en cuenta
que las especificaciones de la cmara con la que se fotografiara la
zona son de mucha importancia, ya que al vuelo ir en movimiento se
necesita una cmara con el menor tiempo de exposicin posible, tambin
la altura de vuelo, la distancia principal, entre otros.
Desarrollar un diseo geomtrico en una plancha de escala 1:100000,
basndose en las especificaciones de la escala de la fotografa.En
este caso 1:5000.3. MATERIALES Y EQUIPOS
CartografadebaseaEscala1:100000correspondientealazonaafotografiar
que coincide con el Municipio del Cairo del Valle del
Cauca.3Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametra Escala Mtrica.
Calculadora de Bolsillo. Marcadores de Micro punta. Acetatos.4.
MARCO TERICO4.1. Planeacin de Vuelo Fotogramtrico.La base de un
buen proyecto fotogramtrico o de fotointerpretacin se inicia con la
acertadaplaneacindelaformadelas fotografas queseutilizaranenetapas
posteriores. Simultneamente se recolectan mapas, fotografas,
fotomapas o cualquier otro tipo de imgenes existentes de la zona en
estudio, para que este mapa sirva como mapa base para planear el
vuelo.Es la fase principal, ya que el xito final de cualquier
proyecto fotogramtrico depende ms de las fotografas de buena
calidad que de otros aspectos.Sellamaproyectodevueloal
conjuntodeclculospreviosalarealizacindeun vuelo fotogramtrico,
mediante los cuales se organiza las operaciones para conseguir el
fin propuesto con las condiciones que se han establecido.La misin
del vuelo fotogramtrico tiene por objeto: Sobrevolar
lazonaaunaaltitudquedebecalcularseenfuncindela escala deseada y de
la distancia principal de la cmara. Cubrir
consusimgenesunadeterminadazonayparaelloespreciso que cada
fotograma tenga una zona comn con las contiguas "zona de
recubrimiento".Paraquepuedancumplirseestosobjetivos, el
avindebervolar aunaaltitud constante,
siguiendounarutapredeterminadayaunavelocidadconstante, para
4Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametrapoder realizar sus
disparos con intervalos regulares, que se corresponden a recorridos
iguales.En la planificacin de un vuelo existen una serie de
decisiones previas tales como la escaladel mapa,
formatodelosfotogramas, proyeccindel mapa, elipsoidede referencia,
etc., que han de tenerse en cuenta a la hora de organizar el
planeamiento, ya que afectan a las condiciones del
vuelo.Existenotrascondicionesque se refieren ala calidadde
lafotografatanto ensu aspecto geomtrico, como en el
fotogrfico.Aspectos geomtricos de la fotografa area: Certificado de
calibracin de la cmara: nos dar los parmetros de
orientacininterna(distanciaprincipal, puntoprincipal,
coordenadasdelas marcas fiduciales, distorsiones). Escala de la
fotografa. Recubrimientos longitudinales y laterales. Seguridad de
un recubrimiento total en toda la zona. Arrastre de la imagen sobre
la fotografa. Horas tiles de tomas fotogrficas.En cuanto a las
condiciones fotogrficas, podemos citar: Contraste fotogrfico de la
pelcula. La calidad de la imagen. La homogeneidad de tonalidad. La
ausencia de nubes. Longitud e intensidad de las sombras.Algunos de
estos aspectos sern tratados en este tema, otros han sido vistos en
el curso anterior.La buena ejecucin de un planeamiento de vuelo
puede estudiarse desde diversos puntos de vistas:Desde un punto de
vista tcnico: Elmodelo estereoscpico presentar lo ms uniforme
posibleuna escala y unos recubrimientos, y este ser de superficie
mxima. Lafotografa areasertanvertical comosea posibley
deberexistiruna buena informacin para poder enderezar los
desplazamientos angulares.5Ingeniera Topogrfica Curso de
Fotogrametra La fotografa cumplir las condiciones propias de
aplicacin mtrica.Desde el punto de vista econmico:La superficie que
ha sido cubierta con el menor nmero de fotogramas para la escala
elegida, tendr un menor nmero de modelos, con lo cualdisminuir el
nmero de trabajos, aumentando de esta forma el
rendimiento.Conlovistohasta, ahorapodemosdecir queel
planeamientodevuelodebeser planificado cuidadosamente y ejecutado
fielmente de acuerdo con un plan de vuelo, que consta de dos
apartados:1. Un mapa de vuelo que muestra donde deben ser tomadas
las fotografas.2. Especificaciones que trazan como deben tomarse,
incluyendo requisitos.3. concretos tales como
cmara,pelcula,escala,altura de vuelo,recubrimientos, inclinaciones
permitidas...etc.Propsito de la fotografa Enel
planeamientodevuelohayqueconsiderar cual vaaserlautilizacindela
fotografa. Unavezquetengamosdefinidoesto, puedeseleccionarsecual
serel equipo ptimo a utilizar, as como los procedimientos.De
losdiferentes usosque puedenhacersedelasfotografasareas,sedesear
paralaobtencin deplanos por fotogrametra area, unas buenas
condiciones mtricas de las fotografas, ya que se van a efectuar
sobre ellas precisas mediciones. Estas se obtienen usando cmaras
calibradas, pelcula con granulometra fina, tiempos de exposicin
cortos y emulsiones de alta resolucin.Para la obtencin de mapas
topogrficos es aconsejable tomar las fotografas con cmaras
granangulares osupergranangulares, paraobtener unaampliarelacin
base altura (B/H).Sean las siguientes figuras con igual base entre
tomas:Figura 4.1.1. Ilustracin de la distancia principal y la
altura de vuelo6Ingeniera Topogrfica Curso de FotogrametraFigura
4.1.2. Ilustracin que tiene en cuenta la base en el airePuede
demostrarse que los errores en calcular la posicin y elevacin de
puntos en unmodeloestereoscpico, aumentanconvuelosdegranaltura. Por
lotantouna condicin favorable para la obtencin de buenas
precisiones en la determinacin de puntos por fotogrametra es
realizar vuelos bajos y ngulos paralcticos grandes, es decir empleo
de cmaras granangulares o supergranangulares.Altura de vuelo, nivel
de referenciaUnavezdeterminadacual serlaescaladelaimagen,
yconocidaladistancia principal delacmaradelatoma, podemosobtener
laalturadevuelosobreel terreno:cmb HHcmbMb 1Anteriormente ya se
dijo que existan tantos valores de la escala como puntos con
distinta altitud, de manera que H ser la altura de vuelo media
sobre el terreno.La altura de vuelo sobre el nivel medio del marH0
(dato del altmetro) vendr dada por la altitud del nivel de
referencia en funcin del relieve del terreno (Fig.4.1.3).7Ingeniera
Topogrfica Curso de FotogrametraFigura 4.1.3. Ilustracin de la
distancia principal y la altura de vueloHt HocMbMb Ht H Ho +
1Losmayoresproblemasenlaplanificacindeunvuelosenosvanapresentar
cuando el terreno es montaoso. Veremos estos casos ms adelante.La
derivaEn la ejecucin delvuelo fotogramtrico, como consecuencia del
empuje delviento sobre elavin,tendramos unos resultados no
deseados;tales como huecos en el recubrimiento entre pasadas,
disminucin del recubrimiento transversal, mal seguimiento de los
ejes de vuelo.....etc.Por ello, a la hora de realizarse el vuelo,
habr que tener en cuenta este desplazamiento producido por el
viento y corregirlo por medio de la deriva.Llamemos "azimut
verdadero" al eje de simetra del avin (Av). En ausencia de viento
el eje de vuelo coincide con (Av).Si existiese viento, la masa de
aire en la que se desplaza el avin se mueve respecto al suelo,
estando sometido el avin a dos fuerzas (Fig.4.1.4):
Vp=Fuerzadelosmotores del avin, lacual imprimeunavelocidady
direccin. Vv = Fuerza del viento.Latrayectoriadel
avinseralaresultantedelasdosfuerzas(Vs), velocidadcon respecto del
suelo.El ngulo entre la ruta verdadera y el acimut verdadero es la
deriva (d).Silos lados delformato de la pelcula son paralelos y
perpendiculares alavin,el recubrimiento que se obtenga habr
disminuido la superficie til a utilizar (Fig.4.1.5).8Ingeniera
Topogrfica Curso de FotogrametraFigura 4.1.4. Efecto de la fuerza
del viento (deriva) sobre la trayectoria verdaderaFigura 4.1.5.
Efecto de la deriva en una pasadaParaelloesprecisogirar
lacmaraabordoparaqueunladodel formatosea paralelo a la ruta
verdadera, de manera que hay que determinar constantemente el ngulo
de deriva (d) y girar la cmara un ngulo (-d).5. MARCO
METODOLOGICOUna vez suministrada la cartografa de base a Escala
1:100000,se identifico el municipio correspondiente, el cual era El
Cairo, y se identifico tambin la Escala de la fotografa con la que
se trabajara que en este caso fueron de 1:5000; as se observaron
las caractersticas del Cairo las cuales son las
siguientes:9Ingeniera Topogrfica Curso de FotogrametraFigura 5.1.
Zona del Cairo.LaZonadel Cairoestaubicadaenel Departamentodel
Valledel Cauca(Colombia), pertenece a la Regin Andina,con una
ubicacin de coordenadas 446N,7614W,con una temperatura promedio de
18C,una Cota de 2478msnm,Superficie de 283Km2, una poblacin de 9105
habitantes y una densidad poblacional de 32.17hab/Km2.Para esta
prctica con el objetivo de preparar un vuelo fotogramtrico se tiene
el respectivo planteamiento del problema, que es el incentivo para
motivar al estudiante a desarrollar la prctica. Dicho planteamiento
se daa continuacin:Conel objetivodeactualizar lainformacincatastral
del municipiodel Cairo(Valledel Cauca),se va a contratar la
ejecucin de un vuelo fotogramtrico que permita fotografiar todo el
territorio municipal para llevar a cabo la restitucin fotogramtrica
(generacin de la cartografa a partir de fotografas areas).Se pide
realizar todos los clculos de los parmetros de la planeacin de
vuelo y dibujar en la escala adecuada el Diseo Geomtrico del mismo,
para lo cual se suministra a continuacinlainformacindel
Equipoylosmaterialesautilizar enel respectivovuelo
fotogramtrico:10Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametra
AvinTwinOtter (dosmotores); velocidaddecrucero (GS) de295km/horao
295.000 m/hora; autonoma de vuelo 1200km (4 a 5 horas de vuelo sin
reabastecimiento). Cmara mtrica RMK 15/23 con objetivo granangular
estndar y distancia principal C=152.49 milmetros; tiempo de
exposicin (Te) igual a 1/500 seg. Pelcula Pancromtica o Blanco y
Negro Kodak Plus X aerographic con rollo de 60 metros.
Recubrimiento lateral (v) igual al 25% Escala de las fotografas
(Ef)= 1:5000Posterior a hacerse conocedor del problema que quiere
resolverse deben tenerse en cuenta una serie de formulas que darn
como resultado datos importantes para el desarrollo de los clculos,
por loqueesimportantefamiliarizarseconlaterminologaapropiadaquese
efectuara en el literal de Resultados y se definir a continuacin:S=
tamao o lado de la fotografa (0.23 metros)ST= tamao del rea
fotografiada (tamao en el terreno)f= Distancia focalc= Distancia
Principalu= Recubrimiento longitudinalv= recubrimiento lateralZr=
Altura relativa de vueloZabs= altura absoluta de vueloHm= altura
media del terreno sobre el nivel del marb= base de la fotografa B=
base en el aire11Ingeniera Topogrfica Curso de FotogrametraA=
separacin entre lneas de vueloGS= velocidad del avin respecto al
terrenoEf= modulo de la Escala de la fotografate= tiempo de
exposicinI= intervalo de tiempo entre toma de fotografasMIF=
movimiento de la imagen fotografiadaLas formulas que se utilizaran
en el plan de vuelo son las siguientes:a) Tamao del rea
fotografiada (ST)Ef metros Ef s ST 23 . 0(metros)b) rea cubierta
por cada fotografa (ST2)2 2) ( Ef s ST (metros cuadrados)c) Altura
relativa de vuelo (Zr)Ef c Zr (metros) d) Altura absoluta de vuelo
(Zabs) Hm Zr Zabs+ (metros)e) Base en el aire (B)12Ingeniera
Topogrfica Curso de Fotogrametra) 1 ( u Ef s B Donde:( ) 6 . 0 1 6
. 0 % 60 Ef s Bu( ) Ef s B 4 . 0(metros)f) Separacin entre lneas de
vuelo (A)( ) v Ef s A 1 Donde:25 . 0 % 25 v( ) 25 . 0 1 Ef s A( )
Ef s A 75 . 0(metros)g) Relacin base (B) y altura relativa de vuelo
(Zr)ZrB (Adimensional), en esta relacin el valor ideal. La ideal es
0.6h) Movimiento de la imagen en la fotografa (MIF)13Ingeniera
Topogrfica Curso de Fotogrametra6101) (3600) / ( Efseg tehora km
GSMIF (mm)i) Intervalo de tiempo entre toma de fotografas (I)hora
seghora mts GSmts BI / 3600) / () ( (seg)j) Nmero de lneas de vuelo
(NLV)Se puede obtener dibujando las lneas de vuelo sobre la
cartografa de base, teniendo en cuenta de dibujar a escala la
separacin entre lneas y que ha sido calculada en el literal e), o
bien empleando la formula:2) () ( ) (+1]1
mts Amts S mts afiar onaAFotogr AnchoDeLaZNLVT (adimensional)k)
Direccin de las lneas de vuelo (rumbo)Unavezsehacalculadoel
nmerodelneasdevuelo, convienedefinir el rumboo direccindeestas
lneas devuelo, locual sepuedehacer siguiendounodelso siguientes
criterios:1. Se escoge siempre una direccin fija, por ejemplo N-S o
E-W, a efecto de empatar fcilmente vuelos de zonas adyacentes.2. Se
escoge siempre una direccin fija,por ejemplo N-S o E-W, dependiendo
de la forma del rea a fotografiar de tal manera que el nmero de las
lneas de vuelo sea mnimo (ptimo).3. Se escoge un rumbo paralelo a
las curvas de nivelpredominantes reduciendo as las variaciones de
escala entre fotos de una misma faja.14Ingeniera Topogrfica Curso
de Fotogrametral) Longitud de las lneas de vuelo
(L)Cuandolaslneasdevuelohansidoubicadassobrelacartografabase,
esposible medir
lalongituddecadalneaenlamismaescaladelacartografadebase(Esc.
1:100000)m) Nmero de fotografas por lnea de vuelo (NFLV)3) () (+
mts B mts LNFLVn) Nmero total de fotografas
(NTF)Unavezsehacalculadoel numerodefotografaspor
lneadevueloseprocedea sumarlas lo que da el nmero total e
fotografas del vuelo fotogramtrico.nNFLV NFLV NFLV NFLV NFLV NTF +
+ + + + ...4 3 2 1 o) Tiempo de vuelo para tomar fotografas (TF)Se
calcula dividiendo la longitud totaldelvuelo (sumatoria de la
longitud de todas las lneas de vuelo) entre la velocidad del avin,
agregando cinco minutos (o mas segn la precisin requerida en la
navegacin) por cada cambio de lnea de vuelo.) min( 5 ) (min/ 60) /
() ( ... ) ( ) ( ) (3 2 1uelo nLineasDeV horahora mts GSmts L mts L
mts L mts LTFn+
,_
+ + + +15Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametrap) Tiempo de
vuelo al aeropuerto mas prximo (TA)Este dato es til para
reabastecimiento del avin. Se obtiene dividiendo la distancia de la
zona al aeropuerto, por la velocidad de crucero del avin) (min/ 60)
/ () ( tanhorahora mts GSmts rto aAlAeropue ciaDeLaZon DisTA
(minutos)q) Tiempo total de vuelo (TTV)Es la suma de TF y TA. Segn
que este valor sea mayor o igualque la autonoma de vuelo del avin
tendr que hacer uno o mas viajes de reabastecimiento.TA TF TTV 2 +
(minutos)6. RESULTADOSEn este literal se muestran los resultados de
los clculos de los parmetros de la planeacin de Vuelo Fotogramtrico
y elmapa deldiseo geomtrico delmismo.Dichos datos se encuentran
anexos al final del documento.16Ingeniera Topogrfica Curso de
Fotogrametra7. CONCLUSIONES El proceso de planeacin de vuelo
fotogramtrico es de suma importancia debido a
queeslabasedecualquier trabajofotogramtricoquesedesarrolle, as como
tambin de fotointerpretacin, sin este proceso no se obtendran ni
siquiera las fotos necesarias con el respectivo traslape para
obtener el efecto estereoscpico. El
numerodefotografasquecapturarael vuelofotogramtricodependerdela
escala a la que se quiera trabajar en la fotografa o a la zona de
estudio, debido a quemientrasmasgrandesealaescalamayor
cantidaddefotografasdebern tomarse. Es muy importante en todo
proceso de ingeniera tener en cuenta los costos, y tratar de hacer
un trabajo muy bueno, con lamayor economa posible, tambin es
17Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametraimportantetener
unbuencalculoenloquerespectaal numerodefotosyaque cualquier mal
calculo conlleva a mas gasto y as a una mayor perdida. Para la
planeacin de vuelo es muy necesario tener en cuenta la hora de la
toma de las fotografas, as como tambin la temporada climtica, ya
que de esto depende la buena visibilidad de la fotografa, y a la
hora de obtener informacin de la fotografa es mucho mas fcil
abstraerla.18Ingeniera Topogrfica Curso de Fotogrametra8.
BIBLIOGRAFA CiroIsrael BraulioVite,
PrincipiosBsicosdelaFotogrametraActual, Instituto Politcnico
Nacional, Escuela Superior De Ingeniera y Arquitectura Unidad
Zacatenco, Mxico D.F., Septiembre 2005, Pgs. 34-42. Juan Antonio
Prez lvarez Mrida, Apuntes de Fotogrametra III, Universidad de
Extremadura Centro Universitario de Mrida, septiembre de 2001, Pgs.
6-13.19
