Técnicas de observación de la tierra (VIII): Fotogrametría

*Por Edgard Granados

La Sociedad Americana de Fotogrametría y Teledetección (ASPRS, por sus siglas en inglés) define a la Fotogrametría como la “Ciencia, arte y técnica de obtener información fiable de los objetos y su entorno mediante el registro, medida e interpretación de imágenes fotográficas y datos obtenidos a partir de la energía electromagnética radiante y otros fenómenos”.

La fotogrametría permite realizar mediciones con base en fotografias.

Aunque la definición anterior es la formal y mas completa, como siempre, podemos definir de mejor manera una palabra atendiendo a sus raíces. Así, para este caso, Fotogrametría puede dividirse en “photos” que significa “luz o imagen” y “metria” que significa medir. Por tanto podemos decir que Fotogrametría es la ciencia que nos permite medir a través de las fotografias.

El despegue de la Fotogrametría está muy ligado a la invención de la fotografía, en primer lugar, y a la aviación, en segundo. Aunque ya se conocían algunos principios de la fotogrametría incluso antes de comenzar a implementarse en vuelos, fue las aplicaciones bélicas las que hicieron un notable desarrollo de esta ciencia.

El principio básico de la fotogrametría se basa en la misma razón por la cual tenemos dos ojos: al observar un punto desde dos posiciones diferentes y simultáneas podemos lograr calcular su profundidad respecto al plano de observación.

Al observar un punto desde dos posiciones podemos percibirlo tridimensionalmente.

El principio anterior es aplicable para cualquier para de fotografias tomadas desde cualquier posicion, no necesariamente area. Cuando dos fotografias contienen muchos puntos en comun se dice que estamos ante un “par estereoscópico” es decir, dos fotografias con las cuales se puede obtener un visión estereoscópica (tridimensional).

Aunque es comúnmente asociada a la toma de fotografias aéreas, los principios de fotogrametría son aplicables a cualquier fotografía tomada desde cualquier posición.

Con la popularización de los drones se ha vuelto muy común que ahora los trabajos de fotogrametría aérea sean más fáciles. Sin embargo, mucha gente está realizando levantamientos fotogramétricos sin tener en cuenta un par de mínimos obligatorios para garantizar que los productos finales a entregar cumplen con los requerimientos solicitados.

Con la popularización de los drones hoy en día es más asequible realizar levantamientos fotogramétricos.

A grandes rasgos el procedimiento de fotogrametría aérea se compone de los siguientes pasos:

  • Toma de fotografias. En esta etapa se deberá de garantizar que la toma de fotografias sea tal que exista un traslape o zona comun entre fotografias consecutivas de al menos un 60% en todas las direcciones, esto para garantizar contar con información suficiente para generar la visión estereoscópica. Además se recomienda realizar las tomas de fotografias no completamente perpendiculares al terreno, si no un poco inclinadas pues esto evitará ocultamientos y generará un mejor modelo digital del terreno que posteriormente servirá para generar una mejor ortofotografía.
  • Levantamiento de GCPs y CCPs. Este es un paso normalmente omitido por las personas que realizan fotogrametría sin tener los conocimientos mínimos. Los puntos de control (GCPs) garantizan que el modelo digital del terreno y su ubicación sea preciso, y los puntos de chequeo (CCPs) permiten la verificación o control de calidad de los productos finales.
Los puntos de control y de chequeo son marcas naturales o artificiales que se señalan y que al aparecer en las fotografias proporcionan la orientación y posición correcta del modelo fotogramétrico.
  • Orientación general. Esta etapa se divide en dos partes: la orientación interna, es decir, indicar cual es la orientación correcta de las fotografias para que al algoritmo de comparación de zonas comunes le sea mas fácil encontrar las similitudes y la orientación externa, basada en los puntos de control (GCPs) para indicarle al modelo su orientación geodésica. Antiguamente esta tarea era mas trabajosa sin embargo con la oportunidad de procesar fotografias digitales que ya traen internamente impresa su orientación y posición GPS cercana, ahora es mas fácil realizarla. Sin embargo no se debe de olvidar, que por lo general la coordenada GPS que el dron imprime en las fotografias es una coordenada de navegación por lo que su error esta alrededor de los 2 a 10 metros no constante y dependiente de las condiciones en el momento de la determinación de la posición, por lo que nunca deberá de ser tomados como fiables resultados de procesos fotogramétricos que no hayan sido modelados con puntos de control.
  • Aerotriangulación. Es la etapa en la cual se ejecutan los algoritmos de correlación con base en el área de superposición de fotografias y que servirá de base para la generación del modelo digital del terreno.
  • Generación del MDT. El modelo digital del terreno, es decir, la representación tridimensional de la realidad basada en las fotografias realizadas, es uno de los productos finales de la Fotogrametría, y un paso obligatorio si se quiere generar una ortofotografía.
Con las fotografias digitales además del modelo tridimensional es posible generarlo con texturas y colores dandole más realismo.
  • Generación de la ortofotografía. Una ortofotografía es otro de los productos derivados de la Fotogrametría, consiste en una fotografía que ha corregido las distorsiones de las imágenes producto de la configuración de la cámara. Para su realización es necesario el MDT porque es el que indica a dónde va realmente cada uno de los pixeles de las fotografias sin distorsión.
La ortofotografía produce una imagen sin distorsiones con la cual se pueden tomar medidas.

Por último, el tema de la fotogrametría digital es un tema que ya hemos tocado varias veces en este blog, asi que a continuación se sugerimos un par de entradas relacionadas por si son de tu interés:


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Edgard Santiago Granados ,director general de Alfa Geomatics, es Ingeniero Civil por la Universidad Centroamericana José Simeón Cañas (UCA-El Salvador) y estudiante del Máster en Ingeniería Geodésica y Cartografía por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM-España). Ha sido profesor universitario de ciencias físicas en la Universidad Centroamericana José Simeón Cañas (UCA) y de topografía en la Universidad José Matías Delgado (UJMD)

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