“FOTOGRAMETRIA“
WILMER JAVIER VARGAS LOZANO CODIGO: D7302144
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA ―FAEDIS‖
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL BOGOTA 2014
“FOTOGRAMETRIA”
WILMER JAVIER VARGAS LOZANO CODIGO: D7302144
Actividad referente al 10% 10% de la nota del primer 30% de de la asignatura Fotogrametría.
Profesor: JUAN AGUSTIN VELASQUEZ CUBILLOS
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA ―FAEDIS‖ PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL BOGOTA 2014
INTRODUCCION
Crear modelos en 3D a partir de imágenes 2D, para de esta manera obtener características geométricas de los objetos que representan, mediante el uso de relaciones matemáticas establecidas en la geometría proyectiva, y de la visión estereoscópica que posee en forma natural el ser humano. Ya que las imágenes de los objetos son obtenidas por medios fotográficos, la medición se realiza a distancia, sin que exista contacto físico con el objeto. Desde sus inicios, la fotogrametría se ha convertido en la herramienta indispensable en la producción de la base cartográfica de todos los países del mundo; de hecho, la mayoría de la cartografía topográfica de nuestro planeta a sido realizada por medio de esta disciplina. Si bien la fotogrametría tuvo su inicio en el levantamiento de fachadas arquitectónicas y plantas de edificios, mediante el uso de fotografías terrestres, pronto se utilizaron las fotografías aéreas para el levantamiento de la cartografía de base, lo que le dio el tremendo auge que ha mantenido hasta nuestros días. Esta capacidad de cartografiado de base la convierte también en la fuente primigenia de información para la cartografía temática y para los sistemas de información geográficos. Como consecuencia de la utilización de la fotografía aérea, se desprendió de la fotogrametría la disciplina de la fotointerpretación, la cual comparte sus fundamentos básicos con la fotogrametría aérea. A partir de los años ochenta, el desarrollo acelerado de la computación, condujo al establecimiento de la teledetección como consecuencia lógica de la evolución de la fotointerpretación, así como al desarrollo de técnicas de tratamiento computarizado de imágenes digitales y al desarrollo de la visión por computadora. Actualmente, con el apoyo de la computación, la fotogrametría se ha convertido en una disciplina indispensable en el campo de la cartografía, a la vez que aumenta el número de sus usuarios debido a que los equipos fotogramétricos de elevado costo, están siendo desplazados por programas de precio menor, o por programas desarrollados por los mismos usuarios.
OBJETIVOS
Objetivo general
Determinar la importancia de la fotogrametría como herramienta en la práctica profesional del ingeniero civil. Objetivos específicos
- Surcar el concepto de Fotogrametría su evolución y las aplicaciones de esta en la Ingeniería Civil. - Determinar el concepto de Geomática sus inicios y su principal objetivo. - Establecer que es un SIG y su aplicación a la Ingeniería Civil. - Visualizar los avances tecnológicos de Fotogrametría digital. - Identificar los equipos fotográficos desde la antigüedad hasta la actualidad.
1. Consulte y defina que entiende usted por ciencia, arte y tecnología
- CIENCIA : Constituida por el conjunto de conocimientos conocimientos objetivos y verificables sobre una materia determinada que son obtenidos mediante la observación y la experimentación, la explicación de sus principios y causas y la formulación y verificación de hipótesis hi pótesis y se caracteriza, además, por la utilización de una metodología adecuada para el objeto de estudio con frecuencia esas predicciones pueden formularse mediante razonamientos mediante razonamientos y estructurarse como reglas o leyes generales, que dan cuenta del comportamiento de un sistema y pr edicen cómo actuará dicho sistema en determinadas circunstancias. -ARTE: Actividades en las que el hombre recrea la belleza física de algunos objetos que pueden ser materiales o dados como la naturaleza la cual al ser plasmada deleita como poesía convirtiendo aquello simple en algo valioso y plasmado en esculturas cuadros etc. -TECNOLOGIA: Conjunto de conocimientos técnicos adecuadamente adecuadamente ordenados los cuales han permitido al hombre alcanzar aquellas cosas que en un pasado eran imposibles tales como surcar el espacio el desarrollo de las telecomunicaciones, aunque en muchas ocasiones están también han causado del deterioro del planeta tale s cuales como el desarrollo de armas nucleares etc. Sin embargo hoy en día esta va a la vanguardia del día a día del hombre . 2. Realice una una breve descripción descripción de de la fotografía fotografía (Arte) y la fotogrametría (ciencia y técnica)
-FOTOGRAFIA (ARTE) : Técnica para capturar imágenes mediante la utilización de la luz ,proceso de proyección de imágenes. Se capturan imágenes mediante la utilización de la luz en un medio fijado o también hoy en dia mediante la utilización ut ilización de elementos electrónicos. En la mayoría de veces se capturan objetos, personas, ambientes etc. -FOTOGRAMETRIA (CIENCIA Y TECNICA) : La fotogrametría es la ciencia la ciencia o técnica cuyo objetivo es el conocimiento de las dimensiones las dimensiones y posición de objetos en el espacio, a través de la medida o medidas realizadas a partir de la intersección de dos o más fotografías, más fotografías, o de una fotografía y el modelo digital del terreno correspondiente al lugar representado, el cual ha de ser realizado anteriormente por intersección de dos o más f otografías.
La palabra fotogrametría se deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, y "gramma", 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. tridimensional. Esta técnica es básica para la elaboración de toda la cartografía, ya sea topográfica, temática, catastral, etc. Puede ayudarse de información espectral y radiométrica de una imagen digital imagen digital apoyada en la teledetección. teledetección. La fotogrametría puede ser terrestre o aérea dependiendo desde donde son obtenidas las imágenes.
3. Realice un cuadro cuadro explicativo donde muestre muestre el desarrollo histórico de la la fotogrametría y la fotointerpretación (desde el Estenoscopio hasta la cámara digital) Metrofotografía
De 1850 hasta aproximadamente 1900. Se inicia con la invención de la fotografía por Nièpce y Daguerre en 1839 en Francia. El término metrofotografía fue acuñado en 1851 por el coronel francés Aimé Laussedat, a quien se considera el fundador de la Fotogrametría.
Fotogrametría Analógica
Desde 1900 a 1960. Ciclo que se inicia con dos inventos: la estereoscopía como principio de la estereofotogrametría, y la introducción de plataformas adecuadas para la ubicación de sensores (Zeppelín en 1900 y
aeroplanos de motor en 1903).
Fotogrametría Analítica
De 1960 a 1980. Se inicia con la aparición del ordenador en 1941, que resultó esencial para la aplicación de las teorías verificadas por Finsterwalder en Alemania ya en 1899.
Fotogrametría Digital
Desde 1980. Este cuarto ciclo fue precedido por el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik por la U.R.S.S., y por el uso del satélite Landsat (EEUU en 1972).
4. Explique de manera manera breve el desarrollo histórico de las plataformas de toma de fotografías e imágenes espaciales. La fotografía aérea se practicó por primera vez por el fotógrafo francés y aeronauta Gaspard-Flix Tournachon, conocido como "Nadar", en 1858 a París, Francia. Sin embargo, las fotografías que produjo ya no existen, por lo que la fotografía aérea antigua que se conserva se titula 'Boston, como el águila y el ganso salvaje verlo. Hecha por James Wallace Negro y Samuel Archer Rey el 13 de octubre de 1860, que representa a Boston desde una altura de 630m. El primer uso de una cámara de cine montado en una aeronave más pesada que el aire, tuvo lugar lugar el 24 de abril 1909 1909 a Roma en en el cine mudo03:28 definitiva, Wilbur Wright und seine Flugmaschine. La primera cámara especial semiautomática aérea fue diseñado en 1911 por el ingeniero militar ruso - Coronel Potte VF Esta cámara aérea fue utilizada durante la Primera Guerra Mundial La fotografía aérea y la fotografía panorámica se utilizaron para la cartografía civil, topografía y cartografía del Servicio Geológico de EE.UU. en Alaska antes de la Primera Guerra Mundial, y también fue desarrollado y expandido en James W. Bagley quien dejó el USGS para
unirse al Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. durante la la guerra. El uso de la fotografía aérea para fines militares se amplió durante la Primera Guerra Mundial por muchos otros aviadores como Fred Zinn. Una de las primeras batallas notables fue la de Neuve Chapelle. Hoy en dia mediante la utilización de cámaras digitales instaladas a satélites podemos apreciar el planeta tierra en su magnitud localizando estratégicamente cada elemento del cual se quiere realizar un estudio.
5. ¿Qué es un Sensor remoto? ¿Cómo se clasifican? , Qué es la teledetección? -SENSOR REMOTO : Percepción Remota es la técnica para obtener información de un objeto o un proceso, por análisis de datos obtenidos mediante un instrumento que no está en contacto físico con los objetos. El tipo de datos susceptibles de ser obtenidos por percepción remota puede originarse en la distribución o cambios de diferentes fuerzas (gravedad, magnetismo), de ondas acústicas o de energía electromagnética. Sensor Remoto es el instrumento capaz de percibir los datos. La visión, audición y olfato son ejemplos de sistemas de sensores remotos del ser humano. La percepción remota de energía electromagnética es también llamada teledetección. La luz visible, la emisión infrarroja y las microondas son algunas expresiones que forman parte del espectro electromagnético y se propagan a la velocidad de 300.000 kilómetros por segundo. Todo cuerpo sometido a temperaturas superiores a 0° Kelvin (-273ºC), emite energía electromagnética. En este sentido la estrella Sol y el planeta Tierra se asemejan a cuerpos negros. negros. El planeta no es un cuerpo negro perfecto y la intensidad de la energía emitida depende de las características del material que predomina en su superficie. El coeficiente de emisividad es una característica de la materia y ante una misma temperatura ambiente, dos cuerpos diferentes emiten distinta intensidad de energía. -¿Cómo se clasifican? Existe diversidad de sistemas de clasificación de sensores remotos. Los criterios empleados, en ningún caso, son excluyentes; esto significa que cualquier sensor estudiado, podrá ser incluido en todos los sistemas de clasificación. En general, es concordante el sistema de clasificación siguiente:
-Banda del espectro electromagnético utilizada -Fuente emisora de energía -Ubicación espacial de la fuente emisora y receptora de energía -Información registrada -Mecanismos utilizados para captar la información -TELEDETECCION : La teledetección es un modo de obtener información acerca de objetos tomando y analizando datos sin que los instrumentos empleados para adquirir los datos estén en contacto directo con el objeto. Por ejemplo, si tomas una foto de tu casa y ves que en la foto la casa se compone de tejado, paredes y ventanas, todos de distintos colores, eso sería teledetección. En teledetección hay tres elementos esenciales. Éstos son: 1-una plataforma 1-una plataforma para sostener el 2-un objeto 2-un objeto que se va a 3 - un instrumento o sensor o sensor para observar el objetivo.
instrumento. observar .
6. Qué es un SIG? El término SIG SIG se establece de la palabra en inglés inglés Geographic Information System (GIS). Se le define como una herramienta de software que nos permite almacenar, recuperar, Analizar y desplegar información información geográfica [E.S.R.I., 2001]. Éste tiene la capacidad de efectuar una gestión completa de datos referenciados Geográficamente. Por datos referenciados se indica a los datos geográficos o mapas que constan de coordenadas geográficas reales asociadas, así como de datos alfanuméricos o descriptivos que se asocien a esos mapas para formar a una base de datos integrada con este concepto de SIG. Por ejemplo, un objeto del modelo del mundo real es una construcción, cuyos datos descriptivos son los siguientes: el número de propiedad, su ubicación, y sus medidas, etc. Además de ello una construcción tiene asociada su descripción geométrica.
¿Cuál es su importancia en la Ingeniería Civil? Planeación Urbana: la elaboración de Planes Generales y Normas Subsidiarias, entre otros están los Planes Parciales, Proyectos de Urbanización, Proyectos de Compensación y Reparcelaciones, Evaluaciones de Impacto Ambiental, Planes Especiales y Catálogos además que nos permite conocer el terreno desde un punto de vista aéreo para determinar modificaciones o análisis de parámetros para la realización de proyectos de infraestructura, elementos tales que estén dentro de los perímetros así como el impacto ambiental que se pueda tener o los factores climáticos que a corto o largo plazo determinen la durabilidad de dicho proyecto etc. 7. Qué es la fotogrametría digital. La fotografía digital consiste en la obtención de imágenes mediante una cámara oscura, de forma similar a la Fotografía química. Sin embargo, así como en esta última las imágenes quedan grabadas sobre una película fotosensible y se revelan posteriormente mediante un proceso químico, en la fotografía digital las imágenes son capturadas por un sensor electrónico que dispone de múltiples unidades fotosensibles, las cuales aprovechan el efecto fotoeléctrico para convertir la luz en una señal eléctrica, la cual es digitalizada y almacenada en una memoria. 8. Cuando se habla de Infraestructura de datos datos Espaciales (IDE) a que nos referimos. Es una lectura recomendable para todos aquellos que quieran saber más de cómo las Tecnologías de la Información Geográfica forman parte de un concepto más amplio, donde las personas juegan un papel fundamental, desde cómo hacer una buena Gestión de la Información Geográfica, una descripción sobre qué son, y para qué sirven, los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y las Infraestructuras de Datos Espaciales (IDES). Es un sistema informático integrado por un conjunto de recursos (catálogos, servidores, programas, aplicaciones, páginas web,…) que
permite el acceso y la gestión de conjuntos de datos y servicios geográficos (descritos a través de sus metadatos), disponibles en Internet, que cumple una serie normas, estándares y especificaciones que regulan y garantizan la interoperabilidad de la información geográfica. Así mismo es necesario establecer un marco legal que asegure que los datos producidos por las instituciones serán compartidos por toda la administración y que potencie que los ciudadanos los usen. 9) Que son los Sistemas de Conocimiento Territorial (SCT) (Consultar: Libro de Gestión del conocimiento territorial; Lorenzo Zurita Espinosa, Alfaomega).
En el momento actual, la visión tecno céntrica de los sistemas de información está siendo, afortunadamente, superada, incorporando el factor humano como elemento esencial de los mismos (el concepto tradicional de ―usuario‖ desaparece: sin personas no hay sistema).
Desde este punto de vista, preferimos hablar de sistemas de conocimiento y, en el caso que nos ocupa, proponemos la denominación de Sistemas de Conocimiento Territorial (SCT), en consonancia con su característica diferenciadora básica: la capacidad de análisis espacial y de modelización orientada a la toma de decisiones para la gestión integral del territorio. De esta forma, el SCT estaría compuesto por tres elementos principales: la tecnología (el SIG en sentido clásico), el marco de actuación (competencias, normas, procedimientos, metodologías, indicadores y métricas) y las personas, que aplican criterios (técnicos y/o políticos) para ejercer la toma de decisiones. La tecnología (incluyendo el software) tendría la consideración de infraestructura, el marco de actuación sería la estructura y las personas conformarían la superestructura de este complejo sistema de conocimiento. 9. Que es la GEOMATICA. Cuando se inicia? Cuál es su principal objetivo? Se aplica en la Ingeniería Civil? Aporte su opinión. Geomática es el término científico moderno que hace referencia a un conjunto de ciencias en las cuales se integran los medios para la captura, tratamiento, análisis, interpretación, difusión y almacenamiento de información geográfica. También llamada información espacial o geoespacial. El término «geomática» esta compuesto por dos ramas "GEO" Tierra, y MATICA por Informática, Es decir el estudio de la superficie terrestre a través de la informática (tratamiento automático de la información). Este término nacido en Canadá ya es parte de las normas de estandarización ISO Organización Internacional para la Estandarización y esta siendo reconocido en Europa, Asia, África, América Central y del Sur, como una nueva disciplina de la era geoespacial. Otros organismos, en especial en los EE. UU., han optado por el término tecnología geoespacial o recientemente "Geomatics Sciences". El término fue acuñado en 1969 por Bernard Dubuisson e integraría a todas la ciencias de base y a las tecnologías tecnologí as usadas para el conocimiento del territorio como la teledetección o percepción remota, Sistemas de Información Geográfica (SIG), Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) y conocimientos relacionados. A nivel académico la ingeniería Geomática tuvo origen en Canadá, específicamente en la provincia de Québec en el siglo XX, y oficialmente en 1986 en la Universidad Laval, quienes ofertaron el primer programa de Ingeniería Geomática a nivel mundial. Siendo así la primera Universidad que dio un paso sustancial adoptando a las nuevas tecnologías con la consolidación de las ciencias para estudiar a la Tierra. Pero no solo en la provincia de Québec sucedió este fenómeno,
también repercutió en las universidades de las provincias de New Brunswick, Ontario, Alberta y la Columbia Británica. En los años 1960 el estudio de la forma y dimensiones de la Tierra estuvo sujeto a constantes cambios científicos y tecnológicos a nivel internacional, por otro lado el problema de la superposición de distintas capas de información en un mismo territorio y su interrelación era un problema que enfrentaba una serie de problemáticas que eran difíciles de resolver. Específicamente en Norte América, en donde la Fotogrametría, la Cartografía, la Geodesia y la l a Topografía buscaban. 10. La Tecnología UAV(vehículos aéreos no tripulados ) y sus aplicaciones. Aunque hay VANT de uso civil recién certificados, como el FT-ALTEA, el FT-ALTEA, también son usados en aplicaciones militares, aplicaciones militares, donde son denominados denominados vehículo aéreo de combate no tripulado —UCAV por por su nombre en inglés en inglés—. Para distinguir los VANT de los misiles, un VANT se define como un vehículo sin tripulación reutilizable, capaz de mantener un nivel de vuelo controlado y sostenido, y propulsado por un motor de explosión o de reacción. reacción. Por tanto, los misiles de crucero no son considerados VANT porque, como la mayoría de los misiles, misiles, el propio vehículo es un arma que no se puede reutilizar, a pesar de que también es no tripulado y en algunos casos guiado remotamente. -Posibilidad de uso en áreas de alto riesgo o de difícil acceso. -No requiere la actuación de pilotos en la zona de combate. -Permite la toma de fotografías f otografías desde diferentes puntos de vista de Terrenos. 12 Levantamiento Aéreo de imágenes. a) Requisitos para el vuelo de Drones. b) Vuelo y toma de imágenes con dron oktocopter. c) Vuelo y toma de puntos de control terrestre ter restre para georeferenciacion.
La observación de la tierra desde satélites y aviones permite la captura de gran cantidad de información del terreno mediante imágenes en terrenos de poca accesibilidad la fotogrametría es la única que permite realizar la cartografía de dicho terreno. Los usuarios de 'drones' tendrán que obtener una licencia similar a la de los pilotos de vuelos privados. En los Reglamentos Aeronáuticos de Colombia –RAC, no existe ninguna prohibición o impedimento para la realización de labores de fotografía aérea con vehículos aéreos no tripulados, (UAV) siempre y cuando se respeten las limitaciones allí contenidas.
En efecto, el numeral 4.258.2. de los citados. es un neologismo un neologismo que refiere al posicionamiento con el que se define la localización de un objeto espacial (representado mediante punto, vector, área, volumen) en un sistema de coordenadas y datum determinado. Este proceso es utilizado frecuentemente en los Sistemas los Sistemas de Información Geográfica (SIG). La georreferenciación, en primer lugar, posee una definición tecnocientífica, aplicada a la existencia de las cosas en un espacio físico, mediante el establecimiento de relaciones entre las imágenes de raster o vector sobre una proyección geográfica o sistema de coordenadas. Por coordenadas. Por ello la georreferenciación se convierte en central para los modelados de datos realizados por los SIG.
CONCLUSIONES
Al realizar este trabajo se pudo aclarar muchos conceptos importantes sobre la fotogrametría y el aporte que hace la ingeniería así como la utilización de técnicas que ayudan a la proyección y obtención de imágenes que permiten obtener una visión clara de la solución de un problema, para minimizar los riesgos de los proyectos de Ingeniería Civil. Este trabajo también aporta una reseña histórica importante de la fotogrametría su evolución y como la tecnificación ayudado a su avance y así mismo a la evolución de la Ingeniería Civil de nuestro país.
BIBLIOGRAFIA -WWW.WIKIPEDIA.COM -WWW.DRONES.COM -WWW.GEOMATICA.COM -WWW.FOTOGRAMETRIA.EDU.CO -WWW.AERONAUTICA.COM
