FOTOGRAMETRÍA Y FOTOGRAFÍA AÉREA




Fotogrametría
Historia de la Fotogrametría
Conceptos básicos y clasificación de la fotogrametría
Fotogrametría aérea
Vuelos fotogramétricos del 'Instituto Geográfico Nacional'
Recursos sobre fotografía aérea y fotogrametría en Internet




Fotogrametría
La palabra 'Fotogrametría' comienza a tener uso general en los EE UU cerca del año 1934 cuando se creó la Sociedad Americana de Fotogrametría, si bien el término ya se usaba en Europa algunas décadas atrás. La palabra deriva de 3 palabras griegas; "photos" que significa luz "gramma" que significa dibujo o escritura, y "metron", que significa medir. Según la etimología de "fotogrametría", pues, se llega a esta definición: "medir gráficamente por medio de la luz".

En la década de 1966 el ámbito de la disciplina se amplía por una nueva aplicación o herramienta: "los sensores remotos". La fotogrametría es realmente un sensor remoto, pues la toma fotográfica captura información de los objetos. El sensor remoto tiene que ver con una imagen obtenida fuera del rango visible normal, con la utilización de cámaras no convencionales que registran la escena con uno o varios sensores tomando información fuera del espectro visual. Estos sensores especiales trabajan generalmente por barridos electrónicos, usando radiaciones como microondas, radar, infrarrojo térmico, ultravioleta y radiaciones multiespectrales. Se aplican diversas técnicas especiales en orden para procesar e interpretar la imagen proveniente de los sensores remotos; con el propósito de producir mapas convencionales, mapas temáticos, de recursos forestales, geografía, geología, y otros. Es tan importante la aplicación de los sensores remotos que la Sociedad Americana de Fotogrametría publicó un manual de Sensores Remotos en 1976. Además, el nombre oficial de la sociedad cambió para llamarse de ahí en adelante Asociación Americana de Fotogrametría y Sensores Remotos.

En 1979 se dio una nueva definición de Fotogrametría: Fotogrametría es una mezcla de arte, ciencia y tecnología por la que se obtiene información de objetos físicos y del medio ambiente, a través de registros, medición e interpretación de imágenes fotogramétricas y de cualquier otro patrón de energía electromagnética u otro fenómeno. A partir de ese momento, el concepto de medición va implícito en el término de fotogrametría. Su aplicación más conocida es la compilación de mapas topográficos, es decir, mapas de líneas que se crean a partir de la información recopilada por medio de fotos aéreas o espaciales con instrumentos analógicos, analíticos o digitales. Sus principios básicos no cambian, sea para la confección de un mapa topográfico, para un estudio de deformaciones ambientales, para modelos de deformación ambiental en ingeniería o bien para estudios médicos. Para producir un mapa, las mediciones se hacen sobre las fotografías que reemplazan al terreno, en todo o en parte; por eso cuando se usan fotografías se aplican los términos "relevamiento aéreo " o "aerofotogrametría".

La fotogrametría se ha convertido en una de las principales formas de incorporar información a un mapa o a un sistema SIG (Sistema de Información Geográfica), debido al buen compromiso que mantiene este método entre coste económico, velocidad de ejecución y precisión.


Historia de la Fotogrametría

En la historia de la fotogrametría se pueden distinguir tres etapas: la fotogrametría ordinaria, la estereofotogrametría analítica y la estereofotogrametría automática.

Ya antes del invento de la fotografía, Lambert, matemático, físico y filósofo de origen francés, estableció en 1759 los fundamentos para resolver el problema de la restitución perspectiva. A partir de 1858 el francés Laussedat, consiguió obtener planos exactos de edificios y pequeñas extensiones de terreno a partir de la fotografía, siendo este el primer inicio de la fotogrametría, que en su día se conoció con el nombre de fotogrametría ordinaria.

Este método tuvo en vigor hasta principios del siglo XX; el inconveniente más grande que tenía este sistema era a la identificación de un mismo punto en dos fotografías tomadas desde distintos punto de vista.

Aunque se continuaba trabajando con la fotogrametría, se tropezaba con dificultades significativas, ya que la restitución de un punto implicaba una gran cantidad de cálculos, hasta que en 1901 Pulfrich aplico el principio de la visión en relieve para efectuar medidas estereoscópicas por medio de un aparato de su invención que se denomino estereocomparador, y con el cual se deducían las coordenadas punto por punto; dando comienzo a la segunda etapa.

En 1909 se dio el paso definitivo para la consagración de la fotogrametría terrestre, gracias al teniente austriaco Von Orel al construir el aparato denominado estereoautógrafo, primer aparato utilizado para la construcción y dibujo automático de planos, en el caso de ejes ópticos horizontales.

La tercera etapa comienza con el desarrollo de la aviación la Primera Guerra Mundial y la necesidad de ambos bandos de obtener fotografías aéreas del campamento contrario. En la fotogrametría aérea la cámara esta en movimiento, y para poder efectuar la restitución, es preciso conocer el punto exacto en que se impresiono el fotograma.

Para solucionar este obstáculo después de diversos ensayos, se tuvo que volver al antiguo teorema de Terrero-Hauck, lo que permitió conseguir la orientación relativa de cada dos fotografías consecutivas por métodos exclusivamente óptico y mecánicos.

La fotogrametría no ha eliminado a la topografía; por el contrario, a pesar de los avances realizados en los métodos fotogramétricos para eliminar las operaciones topográficas que sirven de base a los levantamientos de la fotogrametría, esta base que enlaza el terreno con la cámara fotogramétrica ha de existir.



Conceptos básicos y clasificación
de la fotogrametría


Fotogramas

Un fotograma es una vista aérea en la que además de las señales que permiten determinar su centro, se impresionan, mediante signos o abreviaturas convencionales, diversos datos que interesan conocer para su utilización posterior, como son: distancia focal, posición del nivel, altura del vuelo, hora en que se ha tomado la vista, etc.


Principios de la fotogrametría

El objeto de la fotogrametría es pasar de la proyección cónica que constituye el fotograma a la proyección ortogonal que es el plano topográfico. El conocimiento de las coordenadas de algunos puntos identificados en el fotograma, así como las direcciones del eje de la cámara fotogramétrica, resuelve el problema de la restitución.


División de la fotogrametría

La fotogrametría puede ser tanto terrestre como aérea.

En la fotogrametría terrestre, el punto de vista es fijo, y se determina sus coordenadas así como la orientación del eje de la cámara.

En la aérea por el contrario, el punto de vista esta en movimiento y son desconocidas sus coordenadas así como la dirección del eje de la cámara; por ello es más fácil realizar las restituciones en la terrestre y más sencillas las cámaras utilizadas


Método de la fotogrametría

1.-Fotografiar los objetos:
Será necesario una previa planificación del vuelo y de las tomas de fotografías (se hace en la fase de proyecto de vuelo), tras la planificación se procede a la obtención de imágenes (Vuelo), y a un posterior procesado.

2.-Medir las imágenes:
Reconstruir los haces en la fase de orientación interna, reconstruir su posición en el espacio en la fase de orientación externa: orientación relativa (proceso mediante el cual se forma un modelo), orientación absoluta (proceso mediante el cual el modelo estereoscopoico se desplaza en el espacio. Una vez orientado y posicionado el haz se procede a reconstruir el objeto (restitución)

3.-Medir el objeto y reducir las medidas a algún tipo de representación, siendo necesario el uso de un restituidor analógico o
digital.

 

Fotogrametría aérea

El principio operativo de la fotogrametría aérea se basa en un avión que avanza disparando fotos consecutivas, cada cierto intervalo. Después, mediante métodos de corrección y restitución se obtienen ortofotos.





Vuelos fotogramétricos del 'Instituto Geográfico Nacional', en:

http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/INSTITUTO_GEOGRAFICO/cartografia/vuelosfot.htm

Recursos sobre fotografía aérea y fotogrametría en Internet
  - Artículo sobre aviones no tripulados (Unmanned Aerial Vehicles, AEV) en este boletín de INAVE (pag. 2)

- Universidad de Berkeley: http://www.lib.berkeley.edu/EART/aerial.html#internet