51 3.8 Imágenes de satélite de otros sensores Sensores activos ERS-2 (SAR) Sistema de Sensor ERS-2 Resolución Resoluci
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51 3.8 Imágenes de satélite de otros sensores Sensores activos
ERS-2 (SAR) Sistema de Sensor ERS-2
Resolución Resolución Altitud Resolución Orbita Espectral (m) Espacial (m) Temporal 5.6 cm
25 y 12.5
780 Km
35 días
Periodo de Operación 20/04/1995 – actualmente
LIDAR (Light Detection and Ranging) Resolución Resolución Altitud Sistema de Resolución Espectral (µ µm) Espacial (m) Temporal Sensor LIDAR
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De 10 a 250 nm
Alrededor 15 cm
variable
Periodo de Operación
Del 2001 – De 300 a 2000 m actualmente
III. Percepción Remota
3.8 Imágenes de satélite de otros sensores Imágenes derivadas Modelos digitales de elevación
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III. Percepción Remota
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52 3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Existen diferentes sitios en internet para adquirir imágenes de satélite. En algunos se podrá realizar búsquedas mediante aplicaciones propias del proveedor
Para adquirir imágenes SPOT: http://catalog.sp otimage.com/Pa geSearch.aspx?la nguage=ES&Aspx AutoDetectCooki eSupport=1
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III. Percepción Remota
3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Sitio web de adquisición de imágenes ASTER
http://ims.as ter.ersdac.jsp acesystems.o r.jp/ims/html /MainMenu/ MainMenu.h tml
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III. Percepción Remota
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53 3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Sitio web de adquisición de Modelos Digitales de Elevación ASTER y SRTM
http://gdex.cr. usgs.gov/gdex/
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III. Percepción Remota
3.8 Imágenes de satélite: Adquisición Sitio web de adquisición de imágenes MODIS
http://reverb.echo. nasa.gov/reverb/#u tf8=%E2%9C%93&s patial_map=satellit e&spatial_type=rec tangle
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III. Percepción Remota
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54 3.9 Imágenes de satélite: Software De los programas de tratamiento digital una gran parte son comerciales y algunos son de uso libre (open source) ERMapper, comercial
ENVI, comercial
PCI Geomatics, comercial Copenhagen Image Processing System, Open source
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ERDAS, comercial
ILWIS, open source
MultiSpec© Open source
III. Percepción Remota
IV. FOTOGRAMETRIA
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55 4.1 ¿Qué es la fotogrametría? Fotogrametría: Deriva del vocablo "fotograma" (de "phos", "photós", luz, "gramma", trazado, dibujo y "metrón", medir). Es la ciencia de realizar mediciones e interpretaciones confiables por medio de las fotografías, para de esa manera obtener características métricas y geométricas (dimensión, forma y posición), del objeto fotografiado. (ISPRS)
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IV. Fotogrametría
4.2 Ventajas y desventajas Ventajas Reducción de costos para exploración de grandes superficies.
Reducción de trabajo de campo.
Velocidad de compilación.
Obtención rápida de datos relacionados a cambios súbitos.
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IV. Fotogrametría
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56 4.2 Ventajas y desventajas Ventajas Flexibilidad en la extracción de información.
Registro multitemporal.
Análisis de zonas de difícil acceso.
Múltiples aplicaciones. 111
IV. Fotogrametría
4.2 Ventajas y desventajas Desventajas Poca visión de la superficie en presencia de vegetación densa.
Dificultad para el trazado de curvas de nivel sobre superficies planas.
Siempre es necesario realizar un control de campo.
Inversión inicial considerable (personal y equipo).
Para nuevos levantamientos se requieren fotos nuevas. 112
IV. Fotogrametría
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57 4.3 Clasificación de la fotogrametría Uso de la fotografía aérea.
Marcas fiduciarias
Eje Óptico
Aérea Punto principal
Eje óptico casi siempre es vertical y su posición en el espacio no está determinada.
Lentes
Formato más utilizado es el de 23 × 23 cm, aunque también está la fotografía aérea de formato pequeño que es más económica.
Otra modalidad es la fotogrametría espacial, que utiliza imágenes estereoscópicas tomadas desde satélites de observación de la tierra.
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IV. Fotogrametría
4.3 Clasificación de la fotogrametría Terrestre Es aquella que utiliza fotografías tomadas sobre un soporte terrestre
La posición y los elementos de orientación externa de la cámara son conocidos de antemano.
Actualmente se usa principalmente en labores de apoyo a la arquitectura, arqueología, ingeniería estructural y en levantamientos topográficos de terrenos muy escarpados.
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IV. Fotogrametría
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58 4.3 Clasificación de la fotogrametría Objetos cercanos Agrupa aquellas aplicaciones que no tienen carácter geodésico o topográfico.
Se aplica principalmente para reconstrucción de terreno y para presentación tridimensional de objetos (realidad virtual).
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IV. Fotogrametría
4.4 Productos fotogramétricos Mapa de líneas Producto principal de la fotogrametría.
Tradicional (graficados sobre mesa de dibujo por el aparato restituidor)
Interfase CAD (conecta los movimientos del restituidor a un software). Puntos, líneas y polígonos, en diferentes capas según su contenido temático.
Actualmente esta información alimenta a los Sistemas de Información Geográfica(SIG)
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IV. Fotogrametría
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59 4.4 Productos fotogramétricos Puntos de control Por medios fotogramétricos se pueden determinar las coordenadas espaciales (X, Y, Z) de puntos sobre el terreno, para densificar los puntos que ya se conocen, y los cuales son obtenidos por medios topográficos. P - 13
P-6
P - 11 P - 10
P-5
P-1 P-3
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IV. Fotogrametría
4.4 Productos fotogramétricos Fotomosaico Es un ensamblaje de dos o más fotografías que presentan entre ellas un área común. Se clasifican en:
Controlados: fotos rectificadas y trianguladas.
Semicontrolados: fotos rectificadas o trianguladas.
No controlados: fotos sin rectificar ni triangular.
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IV. Fotogrametría
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60 4.4 Productos fotogramétricos Ortofoto Es una fotografía o un conjunto de fotografías cuyas imágenes de los objetos se encuentran en su verdadera posición planimétrica. Rectificación diferencial, para eliminar de inclinación y del efectos desplazamiento por relieve. Para la realización de la ortofoto es necesario crear el modelo estereoscópico del terreno para proyectar en forma ortogonal.
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IV. Fotogrametría
4.4 Productos fotogramétricos Ortofoto estereoscópica La imagen izquierda es una ortofoto de la fotografía izquierda y la imagen derecha es una ortofoto de la fotografía derecha, la cual contiene la suma de los paralajes en x obtenidos de las variaciones de altura de los puntos correspondientes del terreno (estereomate)
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IV. Fotogrametría
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61 4.4 Productos fotogramétricos Ortofotomapa Es una ortofoto hecha a una escala determinada, sobre la cual se añade la información convencional que posee un mapa.
Ortofotomapa de la ciudad de Rionegro Antioquia. Fuente IGAC. http://www.cartesia.org/print. php?sid=409
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IV. Fotogrametría
4.4 Productos fotogramétricos Ortofotomapa topográfico Es un ortofotomapa al cual se añaden las curvas de nivel
Ortofotomapa 1:8.000. Excursión a Los Mores (Ludiente) http://rochaludiente.wordp ress.com/2011/07/15/excu rsion-a-los-mores-ludiente/
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IV. Fotogrametría
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62 4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La curvatura terrestre ocasiona en la fotografía desplazamientos en forma radial a partir del punto nadir y su magnitud depende de la altura de vuelo y las características geométricas de la cámara.
A= nadir, B = línea de nadir http://www.satimagingcorp.es/svc/orthorectification.html
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IV. Fotogrametría
4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La refracción atmosférica provoca la misma deformación que la anterior y los factores que influyen es: la altura de vuelo y del terreno, así como las condiciones atmosféricas y de la cámara métrica
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IV. Fotogrametría
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63 4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La distorsión del objetivo o lente, es causada por pequeñas imperfecciones en la curvatura de los lentes y por el centrado de éstos.
Barrilete Alfiletero 125
IV. Fotogrametría
4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La deformación de la película, esta es causada por los cambios de temperatura tanto en la película como en el papel donde reimprimen, siendo estas de forma muy irregular.
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IV. Fotogrametría
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64 4.5 Distorciones Factores que afectan la toma de la fotografía La existencia de relieve, implica un desplazamiento delos puntos de la imagen. A mayor relieve mayor desplazamiento a´´ a´
n o b´´ b´
Film plane
Camera lens
b´ b´´ a´ o n
a´´
Contact print
A N N´
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Datum plane
IV. Fotogrametría
4.5 Distorciones Restitución fotogramétrica digital Orthorectification process of remote sensed Image data
2
1. Pixel in the DEM (Height)
3 2. Parameters in the Exterior Orientation
3. In the image, a Brightness Value is determined based on the resampling of surrounding pixels
1
4
4. Height, Exterior Orientation information and Brightness Value used to calculate equivalent location in the orthoimage
Orthographic Projection www.satimagingcorp.com
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IV. Fotogrametría
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V. FOTOINTERPRETACION
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5.1 Introducción La fotointerpretación, es el proceso por medio del cual se extrae la información contenida en una fotografía aérea.
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V. Fotointerpretación
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66 5.1 Introducción Conocimientos Requeridos para la fotointerpretación Procesos geomorfológicos
Escalas
Formaciones vegetales y usos del suelo
Formas de los objetos representados
Tamaño de los objetos representados
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V. Fotointerpretación
5.2 Para fotointerpretar El primer paso es orientar la fotografía aérea. Pude hacerse a partir de la dirección de las sombras y de la hora indicada en el reloj del fotograma o bien, de forma más exacta, mediante un mapa topográfico de la zona.
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V. Fotointerpretación
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67 5.2 Para fotointerpretar Escala de la fotografía aérea en terreno plano La escala de la fotografía es directamente proporcional a la distancia focal de la cámara e inversamente proporcional a la altura de vuelo sobre el terreno. L
ab / AB = f / H = Escala de la fotografía
f o
Fotograma
a
b
H´
Donde: Eje óptico
Terreno
P B
A
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f = distancia focal H = altura de vuelo
V. Fotointerpretación
5.2 Para fotointerpretar Escala de la fotografía aérea en terreno variable La escala de la fotografía es directamente proporcional a la distancia focal de la cámara e inversamente proporcional a la altura de vuelo sobre el terreno. L
f o
a
b
f / (H – h) = Escala de la fotografía Donde:
H
oA
A
f = distancia focal H = altura máxima h = altura en algún punto del terreno
B Terreno medio
h2
hmedia
h
h1 Datum
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V. Fotointerpretación
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68 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Tono: Se refiere al brillo relativo de los objetos. La expresión tonal de los objetos en la imagen está directamente relacionada con la cantidad de energía reflejada. Es así, que los distintos tipos de rocas, suelos vegetación, agua, etc., presentan diferentes tonos.
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V. Fotointerpretación
5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Tono: Otras diferencias en tono son debidas a: Diferencias de humedad Posición del sol en el momento de la toma Distinta reflectividad de los elementos según la longitud de onda Según la estación del año. 136
V. Fotointerpretación
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69 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Color: La ventaja del color sobre el tono es que el ojo humano es mucho más sensible a las variaciones cromáticas frente a las variaciones de intensidad luminosa.
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V. Fotointerpretación
5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Textura: Frecuencia con la que suceden cambios de tono, es decir, el contraste espacial entre los elementos que componen a una imagen (repeticiones de cambios tonales).
Densa selva tropical de la Federación Malaya. Presenta muchas variaciones de tono y textura en las copas de los distintos árboles. Escala, 1:15.000. http://www.fao.org/docrep/x538 4s/x5384s04.jpg
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V. Fotointerpretación
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70 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Textura: Las texturas pueden ser definidas por los adjetivos suave (campo de trigo crecido) y gruesa (terreno rugoso, como puede ser un suelo desnudo en área de montañas rocosas o cubiertas de bosque).
Gruesa
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Media
Suave
V. Fotointerpretación
5.3 Reglas para la fotointerpretación Forma: Se refiere a los rasgos de los objetos analizados en una fotografía. El análisis incluye el perímetro de los objetos y la observación de rasgos regulares e irregulares.
En esta imagen, la forma nos permite identificar volcanes, coladas de lava y campos de cultivo. Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
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71 5.3 Reglas para la fotointerpretación Forma: Las formas geométricas, angulosas y muy rectas se identifican como rasgos artificiales
Zona de Farallón Negro en Catamarca (Argentina). Imagen tomada de Google Earth
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Las formas irregulares y desordenadas son identificadas como rasgos naturales
Rocas metamórficas y metasedimentarias en Baja California (México). Imagen tomada de Google Earth
V. Fotointerpretación
5.3 Reglas generales para la fotointerpretación El tamaño de los objetos se debe considerar siempre en el contexto de la resolución espacial y de la escala en la que está impresa o desplegada la imagen. En esta imagen, mediante el tamaño identificamos como los elementos mayores las zonas de sierra (rojo) contrastando con los campos de cultivo (gris y verde) y la zona urbana (azul). Imagen Landsat cortesía de USGS
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V. Fotointerpretación
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72 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Tamaño: Igualmente es importante relacionar el tamaño del objeto analizado con respecto a otros objetos: por ejemplo para distinguir entre una ciudad y una población, o entre un camino y una carretera
En esta imagen además de las formas indicando rasgos artificiales, se puede diferenciar entre rasgos mayores de zonas de bodegas e industria (blanco y rojo) y casas (gris y café). Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
5.3 Reglas generales para la fotointerpretación El patrón. Se refiere a la distribución espacial del objeto, a la repetición de formas dentro de un espacio geográfico, lo que permite relacionar al patrón con un rasgo natural o artificial. Por ejemplo, una red de drenaje puede presentar patrón dendrítico, paralelo, radial, etc.
Imagen mostrando un patrón de drenaje de tipo dendrítico Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
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73 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Patrón: En las ciudades se puede distinguir diferentes patrones de construcción (áreas industriales por las naves, murallas de ciudades antiguas, etc). En esta imagen apreciamos un patrón de formas rectas grandes que corresponde a zonas de bodegas, observamos también patrón de líneas relacionadas a vías de tren. Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
5.3 Reglas generales para la fotointerpretación La sombra. Es la oscuridad en un área o espacio debido a que los rayos de una fuente de energía (generalmente el sol) no llegan a ella por la interposición de un cuerpo opaco que forma parte del terreno o una construcción.
La sombra en esta imagen permite identificar patrón de drenaje y estructuras de la Sierra Pinta en Sonora Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
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74 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Sombra:
Las sombras pueden ocultar fenómenos importantes, pero también ayudan a la percepción tridimensional de los objetos, lo cual puede ayudar a su distinción.
La sombra nos puede ayudar a identificar rasgos como el de esta imagen mostrando la forma de la Torre Eifel en Paris (Francia). Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Localización. Se refiere a la posición topográfica o geográfica en la que se encuentra un objeto o elemento con respecto a un marco de referencia (montaña, valle, ciudad, etc). Por ejemplo, un gran edificio situado en el punto donde convergen numerosas vías de tren, lo más probable es que corresponda a una estación de ferrocarril y no a un hospital.
En esta imagen se puede observar un río y varias vías de tren, por lo que se interpreta que es una estación de ferrocarril cerca del río Sena en París (Francia) Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
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75 5.3 Reglas generales para la fotointerpretación Localización: En algunos casos la identificación de objetos se realiza por eliminación, es decir, conociendo el tema de estudio, por ejemplo, volcanes cercanos a zonas urbanas.
Imagen mostrando la Ciudad de Mexico y al sur se observan conos de ceniza pertenecientes a la Sierra Chichinautzin. Imagen tomada de Google Earth
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V. Fotointerpretación
VI. ESTEREOSCOPIA
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76 6.1 Estereoscopía Es la ciencia que trata con modelos tridimensionales y los métodos por los cuales este efecto se produce.
La visión estereoscópica se mediante la obtiene observación de dos imágenes de la misma escena, fotografiada desde dos puntos de vista diferentes, bajo unas ciertas condiciones, consiguiendo así una visión en 3 dimensiones.
151
VI. Estereoscopía
6.2 Factores que dificultan la visión estereoscópica
Fotografías con diferentes escalas.
Fotografías de zonas muy inclinadas.
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VI. Estereoscopía
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77 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Paralaje Desplazamiento de la posición de un objeto en dos fotografías consecutivas, causado por un cambio en la posición de la cámara al realizar los disparos Paralaje vertical (PY): se anula al orientar correctamente el par estereoscópico. Paralaje horizontal (PX): directamente relacionada con la elevación de los objetos. 153
VI. Estereoscopía
6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Paralaje:
a1
b1
Imagen izquierda
a2 b2
Imagen derecha
B A ha
hb
Plano de referencia
xa
154
xb
A = Punto arbitrario en superficie tierra, a una elevación baja B = Punto arbitrario en la superficie tierra, a una elevación alta a1, b1 = puntos "A" y "B" como reflejados en la imagen izquierda a2, b2 = punta "A" y "B" como reflejados en la imagen derecha Xa = paralaje en X debido a la elevación del punto "A" sobre el plano de referencia. Xb = paralaje en X debido a la elevación del punto "A" sobre el plano de referencia. ha = altura del punto "A" sobre el plano de referencia hb = altura del punto "B" sobre el plano de referencia
VI. Estereoscopía
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78 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Angulo Paraláctico: también conocido como ángulo de convergencia, es formado por la intersección de la línea de vista del ojo izquierdo con la línea de vista del ojo derecho. be Ojo Izq. -
Ojo Der. -
DA
Øa DB A
Øb
DB-DA
A= Punto arbitrario a una elevación alta B = Punto arbitrario a una elevación baja Øa = Angulo de convergencia más grande (punto de alta elevación) Øb = Angulo de convergencia más pequeño (punto de baja elevación) DA = Distancia vertical aparente al punto "A" DB = Distancia vertical aparente al punto "B" DB - DA = Diferencia en distancias verticales aparentes
B
155
VI. Estereoscopía
6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Exageración vertical: Diferencia entre las relaciones de la base la proyección de la imagen (Bn/Hn) y la base de la visión estérea (Bs/Hs). Exageración Vertical – Geometría de imagen Bn = Base aérea Hn = Altura de vuelo Wn = Amplitud del objeto pn = Paralaje del punto "A" debido a la elevación hn hn = Altura del objeto 156
VI. Estereoscopía
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79 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Exageración vertical: Diferencia entre las relaciones de la base la proyección de la imagen (Bn/Hn) y la base de la visión estérea (Bs/Hs). Exageración Vertical – Geometría de vista –estéreo Bs = Base del par estéreo Hs =Altura de visión en estéreo Ws = Amplitud aparente del objeto hs = Altura aparente de "A" ps = Paralaje aparente del punto "A" pi/2 = Mitad de ps medido en la imagen wi/2 = Mitad de ws medido en la imagen 157
VI. Estereoscopía
6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Condición de colinealidad: Aquella que obliga a que se encuentren en la misma recta el centro de proyección, el punto imagen y el punto objeto proyectado. De tal forma que quede asegurada la intersección de dos rayos homólogos en el punto del terreno prefijado. Camera A1
Ground
158
Photograph
A
VI. Estereoscopía
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80 6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Condición de coplaneidad: La condición de coplaneidad expresa que los puntos de vista de dos fotogramas, S1, S2, los dos puntos homólogos, a1, a2, y el punto homólogo en el terreno, A, pertenecen al mismo plano.
S1
S2 a1
a2
A 159
VI. Estereoscopía
6.3 Parámetros para lograr la visión estereoscópica Orientación interna: Reconstitución de los haces perspectivos que originaron cada imagen. Recuperar la geometría del instante de toma del fotograma, ya que la fotografía extraída por aparatos aéreos presenta distorsiones. Foto 1 Objetivo de la cámara Sistema de referencia de la fotografía 1
160
VI. Estereoscopía
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