La Fotogrametria

FOTOGRAMETRIA

HISTORIA:

En 1725 se tiene la primera noticia del empleo de perspectivas con fines cartográficos. Capeller cartografía el monte Pilatus con un procedimiento similar al método de las intersecciones de la topografía. Las perspectivas habían sido sonstruidas con un procedimiento ideado por el pintor alemán Alberto Duero en el siglo XVI. Esas perspectivas presentaban una serie de problemas para usarlas en cartografía. Capeller no obtuvo las precisiones adecuadas y su idea no se generalizó.

En 1839 Arago inventa la fotografía que en 1859 fue utilizada por el coronel francés A. Laussedat para la confección de planos topográficos, que ya en 1846 había empezado a emplear perspectivas dibujadas por medio de una cámara clara o cámara lúcida para el mismo propósito. En 1852 Laussedat comienza a trabajar para reemplazar la cámara clara por la cámara oscura hasta construir en 1859 un prototipo de lo que después sería un fototeodolito. El procedimiento empleado por Laussedat era lo que se conoce como fotogrametría de intersección.

En 1858 Meydenbauer utiliza el procedimiento de intersecciones a partir de fotografías para el levantamiento de obras arquitectónicas y lo denomina fotogrametría. Los procesos de Laussedar y Maydenbauer tenía problemas en cuanto a la identificación de un mismo punto en dos fotografías.

En 1901 Pulfrich elimina el problema de la identificación de puntos homólogos con el nacimiento del estereocomparador de Pulfrich, que también permite la medición de coordenadas y paralajes con alta precisión.

En 1914 aparece el estereoautógrafo de von Orel, construido sobre la base de estereocomparador de Pulfrich al que se acopló un dispositivo de regletas mecánicas que transmiten los valores de las coordenadas de los puntos de los fotogramas, permitiendo el trazado continuo de los rasgos cartográficos.

En 1920, en Argentina, se construye el estereógrafo, perfeccionado en 1926. Distintos modelos de este aparato han prestado servicio durante muchos años en el Instituto Geográfico Militar y en la empresa privada “Instituto Fototopográfico Argentino”, propiedad de los inventores.

En 1923 De la Puente menciona en su libro la construcción del cartógrafo por el Coronel español Jesús Ordovás. En el año 1950 el instrumento seguía en uso en el Instituto Geográfico “con excelente rendimiento”.

Fotogrametría aérea

En 1897, el austríaco T. Scheimpflug comenzó sus importantes trabajos sobre rectificación, técnica que adqueriría gran difusión y, en 1898 sentó las bases de la idea de la proyección doble.

En 1899 S. Finsterwalder propone resolver el problema de la orientación en tres pasos: orientación interior, orientación relativa y orientación absoluta.

El 1915 Gasser, con las ideas de Scheimpflug, construyó su Proyector Doble, primer aparato apto para fotografías aéreas con buen funcionamiento. La observación de las imágenes proyectadas en la mesa medidora se hacía por el método anaglífico.

En 1920 Nistri construyó su Fotocartógrafo, también con el sistema anaglífico.

En 1921 W. Bauersfeld propone una elegante solución para trabajar con el principio Porro-Kope, con la cual Zeiss construye el estereoplanígrafo. A partir de 1921, Santoni en Italia retomó la proyección mecánica con su autoreductor, al que siguieron toda una serie de diseños.

En 1924 Otto von Gruber resuelve el problema de las orientaciones de manera más sistemánica y completa. Desde 1936, Wild, es Suiza produjo solamente instrumentos de proyección mecánica y en 1960 Zeiss Oberkochen también cambió a la proyección mecánica con instrumentos como el Planimap y el Planicart.

Gasser y von Gruber también propusieron y diseñaron procedimientos para la concatenación de modelos dando nacimiento a la aerotriangulación.

La Fotogrametría Aérea adquiere con los aparatos restituidores analógicos una rápida y formidable difusión. El camino abierto por el estereoautógrafo de von Orel en la Fotogrametría Terrestre se ensancha considerablemente y la producción de mapas y planos de todo tipo se incrementa drásticamente.

Con el advenimiento de la computación, los cálculos pudieron hacerse a altas velocidades. Durante muchos años coexistieron procedimientos analógicos y analíticos. En los años ’60 el Restituidor Analítico, creado por el finlandés Uki Helava, tenía un alto coste. Sólo en los años ’80 su precio comenzó a parecerse al de los analógicos. El restituidor analítico trajo una sensible mejora en la precisión y, además, posibilitó el empleo de cualquier tipo de fotografía o aún de imágenes no fotográficas. Otras ventajas importantes fueron la facilidad con la que se podían corregir errores sistemáticos (distorsión de la lente, variaciones dimensionales de la película y efectos de refracción atmosférica y curvatura terrestre) y el empleo de altas redundancias con un tratamiento por mínimos cuadrados. Sin embargo, los grandes beneficios de la Fotogrametría Analítica no estuvieron en el restituidor analítico, sino en el cambio en las técnicas de Aerotriangulación.

La aerotriangulación analógica concatenaba los modelos de una pasada en los aparatos analógicos. La muy desfavorable propagación de errores tenía una cierta ventaja: el efecto de la doble sumatoria en los errores de transferencia hacía que, aun considerando que los errores fueran accidentales, las deformaciones finales de la pasada tenían una apariencia sistemática, pudiendo evaluarse mediante el empleo de puntos de control terrestre al comienzo, en el medio y al final de cada pasada. La precisión de esos procedimientos era muy limitada porque no respondían a una verdadera compensación por mínimos cuadrados.

El motor del cambio de la evolución de aerotriangulación, en este caso la computadora, era algo que evolucionaba día a día. Soluciones que no requerían computadoras onerosas fueron empleadas en la década del ’70 y aún en la del ’80, a pesar de que no brindaban una solución rigurosa de acuerdo a mínimos cuadrados. En esto tuvo mucho que ver la generosidad de G.H.Schut, que puso sus programas gratuitamente a disposición de la comunidad fotogramétrica internacional. A mediados de la década de los ’80, y con el advenimiento de las computadoras personales, los programas de compensación en bloque por mínimos cuadrados adquirieron una importante difusión. Su precio había descendido considerablemente y pasaron a formar parte del software opcional provisto al adquirir un restituidor analítico. Los desarrollos de software para la compensación de la Triangulación Aérea marcan todo un hito en la historia del diseño y elaboración de técnicas fotogramétricas.

En este tiempo se asiste a la transición que lleva de los procedimientos analíticos a los digitales. Los procedimientos digitales eran de uso corriente en la Teledetección desde el ’70, pero la Fotogrametría se había mantenido casi impermeable a ellos hasta bien entrada la década del ’80. La barrera existente entre los procedimientos digitales y la fotogrametría comenzó a perforarse a partir de los ’90. En los últimos años se ha conseguido la correspondencia de imágenes con precisiones de subpixel.

Ante la dificultad de montar cámaras digitales en aeronaves, la Fotogrametría ha venido empleando hasta ahora un procedimiento híbrido: obtención de fotografías con la cámara analógica tradicional y posterior digitalización empleando escáneres de alta precisión. Sin embargo, en estos últimos años se han producido grandes avances en la construcción de tales cámaras digitales con una calidad de imagen y precisión similar a la de las cámaras aéreas tradicionales. Los primeros modelos de esas cámaras ya están en el mercado. En cuanto al tratamiento fotogramétrico de imágenes satelitales, se dispone desde hace varios años de imágenes con tamaño de píxel compatible con las precisiones cartográficas de las pequeñas escalas.

La fotogrametría se encuentra hoy ante todo un verdadero desafío.

DEFINICION:

La fotogrametría es una técnica para determinar las propiedades geométricas de los objetos y las situaciones espaciales de seres vivos a partir de imágenes fotográficas. Puede ser de corto o largo alcance.

La palabra fotogrametría deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, y "grama", trazado, dibujo), como algo listo, disponible (una foto), y "metrón", medir.

Por lo que resulta que el concepto de fotogrametría es: "medir sobre fotos". Si trabajamos con una foto podemos obtener información en primera instancia de la geometría del objeto, es decir, información bidimensional. Si trabajamos con dos fotos, en la zona común a éstas (zona de solape), podremos tener visión estereoscópica; o dicho de otro modo, información tridimensional.

Básicamente, es una técnica de medición de coordenadas 3D, también llamada captura de movimiento, que utiliza fotografías u otros sistemas de percepción remota junto con puntos de referencia topográficos sobre el terreno, como medio fundamental para la medición.

FOTOGRAMETRIA

La fotogrametría es el conjunto de métodos y procedimientos mediante los cuales podemos deducir de la fotografía de un objeto, la forma y dimensiones del mismo; el levantamiento fotogrametrico es la aplicación de la fotogrameria a la Topografía. La fotogrametria no es una ciencia nueva, ya que los principios matemático en que se basa son conocimientos desde hace mas de un siglo, sin embargo sus aplicaciones topográficas son mucho más reciente.

Las aplicaciones

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