Fundamentos de la Orientación Instrumental en Fotogrametría

Orientación Instrumental en Fotogrametría

La orientación instrumental consiste en conseguir la reproducción de la posición exacta de los dos haces de rayos y que su situación respecto al terreno sea igual a la que tuvieron al ser impresionadas ambas fotografías durante el vuelo. Esta operación está compuesta por la orientación interna y la orientación externa.

Orientación Interna

Es la reconstrucción de los haces perspectivos que originaron cada imagen.

Orientación Externa

A través de ella se consigue que todos los haces perspectivos, formados en las dos proyecciones continuas mediante la orientación interna, coincidan en el espacio y tengan correspondencia unívoca con respecto al terreno; es decir, idéntica posición a la que tuvieron al ser impresionadas las fotografías en el instante de la toma. La orientación externa se consigue mediante dos operaciones: orientación relativa y orientación absoluta.

Orientación Relativa

El problema consiste en eliminar el paralaje transversal P. Es decir, la orientación relativa se habrá conseguido cuando P=0 para todos los puntos colimados del estereograma (un mínimo de 5). La orientación consiste en mover los proyectores angular y linealmente. Existen varios métodos para realizar la orientación:

• Método empírico: Utilizando los dos proyectores, se emplean giros: K1, K2, W1, W2, Y1, Y2. Con un solo proyector se utilizan: K2, W2, Abz2, Aby2.
• Método empírico/numérico: Se pueden determinar geométricamente las fórmulas correspondientes al paralaje para cada punto de la nomenclatura de Gruber. Se utiliza una fórmula con cinco incógnitas que, introducidas en los mandos del aparato, conseguiríamos la orientación relativa.
• Método analítico: Se miden las coordenadas imagen con un comparador y se calculan las ecuaciones de los rayos. Así, aplicando condiciones de coplanaridad entre bases y rayos homólogos, se pueden determinar matemáticamente los parámetros de la orientación relativa.

Orientación Absoluta

Finalizada la orientación relativa, el modelo ya está formado. Para terminar de ajustar el par estereoscópico, quedan aún dos operaciones:

• Colocar el modelo a escala.
• Nivelar el modelo.

Colocación del modelo a escala

Tiene un valor comprendido entre 1/Ef y 1/Ec, y su valor no lo conocemos, pero sí conocemos la escala de restitución, que podemos forzar a que sea igual a la escala del modelo. Para que eso se cumpla, debemos variar la base fotogramétrica B en ΔB, comparando la posición que tomen los puntos de apoyo P1 y P2, lo que dará una diferencia ΔD al comparar la distancia Dm del modelo con la distancia entre los puntos P1 y P2. Dt = Dm + ΔD.

Nivelación del modelo

Con la operación anterior se ha puesto el modelo a escala, pero puede estar en cualquier posición en el espacio, lo que implica que no coincidan las cotas del terreno con las cotas de la máquina. Por ello, es preciso nivelarlo. Es necesario conocer la altitud en el terreno de tres puntos (X1, Y1, Z1) y (X2, Y2, Z2), y para el nivelado del modelo hace falta una altura más, Z3. Para terminar la nivelación se toman unos puntos, que son cuatro coordenadas conocidas, llamados puntos de apoyo.

Refinamiento de Fotocoordenadas

Después de haber efectuado las lecturas de las placas, hemos de corregir estas de los posibles desplazamientos que pueden haber sufrido como consecuencia de los factores que afectan a la métrica. A estas correcciones se les llama refinamiento de fotocoordenadas. Hay que seguir los siguientes pasos:

1. Conocer los parámetros internos, así como la altura de vuelo, altitud de los puntos, etc.
2. Disponer de coordenadas calibradas de algunos puntos y sus lecturas en el comparador.
3. Calcular los parámetros incógnita de la transformación bidimensional.
4. Realizar la lectura de puntos y la transformación de estos.
5. Efectuar el paso de coordenadas del centro fiducial al punto principal.
6. Aplicar correcciones de esfericidad, refracción y distorsión.
7. Obtener las coordenadas finales de la placa.