Conceptos Básicos de Fotogrametría: Desde el Paralaje hasta la Reconstrucción del Haz de Luz
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Paralaje
El paralaje es el desplazamiento aparente en la posición de un objeto, con respecto a un sistema de referencia, debido al cambio de la posición de observación. Es el cambio en la posición de la imagen de un punto de una fotografía a la siguiente debido al movimiento del avión. Existe para todas las imágenes que aparecen en la zona de recubrimiento longitudinal.
Fórmula:
- [pa/B=f/(H-ha)]
- [pa=(Bf)/(H-ha)]
Donde:
- B: Distancia entre tomas.
- H: Altura datum.
- ha: Altura punto A.
- f: Distancia focal.
El paralaje de cualquier punto está directamente relacionado con su altitud. El paralaje es mayor para puntos de mayor altitud, si ha > hb, entonces pa > pb. Los paralajes se producen paralelos al eje de vuelo para cada par de fotogramas.
Métodos Monoscópicos
- Medida directa de x y x' en los fotogramas izquierdo y derecho (cálculo de pa = x - x').
- Dos medidas para cada paralaje.
- Montaje del par en un soporte, identificando los puntos principales y sus conjugados, y alineando los ejes de vuelo.
Coordenadas Fotográficas del Eje de Vuelo
El eje x-x' es el eje de vuelo fotográfico, la línea que contiene a los puntos principales y sus conjugados. Cada fotograma (excepto los extremos) debe tener dos sistemas de coordenadas para la medida de paralajes.
Si se superponen las dos fotografías haciendo coincidir w1 con w2 y los ejes x -> x', y -> y'. Los paralajes se producen paralelos al eje de vuelo para cada par de fotogramas.
Método General de la Fotogrametría
- Determinación de la forma de los haces perspectivos a partir de los datos internos (orientación interna).
- Determinación de la posición en el espacio de los haces perspectivos a partir de los datos internos (orientación externa) (orientación relativa y absoluta).
- Identificación de las parejas de rayos homólogos (visión estereoscópica).
- Búsqueda y materialización de las intersecciones de las parejas de rayos homólogos (restitución).
Determinación Directa e Indirecta de la Orientación Externa
- Determinación Directa: Los parámetros de orientación externa se determinan en el momento de la toma de vistas.
- Determinación Indirecta: Los parámetros de orientación externa se determinan a partir de otros datos que pueden adquirirse antes o después del momento de toma de vistas (Coordenadas de Puntos de Apoyo).
Orientación Relativa Analítica
Se miden fotocoordenadas de 5 o más puntos en un restituidor analítico o digital, se refinan y se formulan las condiciones de colinealidad o coplanaridad obteniendo los valores de los elementos de orientación que configuran el modelo analítico.
Fotogrametría Analítica
- Simultáneamente al registro de la imagen del terreno se registran las marcas fiduciales, que pueden medirse (Sistema comparador: x y) (Sistema píxel: c f).
- Orientación interna, transformación bilineal de coordenadas: Sistema de coordenadas medidas -> Sistema de coordenadas calibrado. Refinamiento de coordenadas: Corrección de errores sistemáticos.
- Orientación externa: Condición de colinealidad.
- Orientación relativa: Condición de coplanaridad.
- Orientación absoluta: Transformación tridimensional de semejanza.
- Restitución: Coordenadas XYZ de puntos del objeto en el sistema de referencia adoptado.
Orientación Relativa y Absoluta
- Orientación Relativa: Formación del modelo.
- Orientación Absoluta: Ajuste del modelo al sistema de referencia.
Datos Internos
Se determinan mediante el proceso de calibrado:
- Distancia focal del objetivo.
- Posición del punto principal respecto a las marcas fiduciales.
- Distorsión radial y tangencial.
- Poder separador del objetivo.
- Planeidad del plano focal.
- Posición relativa entre marcas fiduciales.
Efectos de la Esfericidad Terrestre y la Refracción Atmosférica
Esfericidad Terrestre
A través de la fotogrametría se busca una representación plana de la superficie terrestre. La esfericidad terrestre acerca los puntos radialmente, crece con la disminución de la focal. Distorsión negativa.
Refracción Atmosférica
Disminuye con la presión. Para H>10 km (fotografía) los rayos son arcos de curva, lo que aleja los puntos de sus posiciones teóricas. Distorsión positiva. (Ar=Aresf-Arref).
Reconstrucción del Haz de Luz
Hay que reconstruir cada haz individualmente, su posición en el espacio, intersección de rayos homólogos. El problema es reconstruir su posición en el espacio respecto a un cierto sistema de referencia. Esto se consigue mediante los 3 desplazamientos de los haces: en x, y, z. Y 3 rotaciones: acimutal (en torno al eje z), rotación longitudinal (eje y), transversal (eje x).