jueves, 19 de febrero de 2015

¿Sabes qué es la fotogrametría?

La fotogrametría es la disciplina encargada de calcular las dimensiones y posiciones de los objetos en el espacio, a partir de medidas realizadas sobre fotografías.
Como nos cuentan en Genciencia, según su etimología, la palabra fotogrametría significa la medida de lo escrito con luz. Tiene su lógica, ¿verdad?
Trabajando con una fotografía se puede obtener información bidimensional. En fotogrametría se trabaja con dos fotos en las que existe una zona común. Del proceso de cruzar la zona de solape se puede obtener visión estereoscópica (dos puntos de vista), esto es, información tridimensional.

La fotogrametría más común es la aérea, que es la representada en el gráfico.
Consiste en la utilización de fotogramas aéreos de eje vertical tomados desde un avión que sobrevuela la zona de estudio, recubriendo el territorio con fotogramas que se solapen tanto longitudinal como transversalmente.
Posteriormente, a partir de estos fotogramas y realizando una serie de procesos se pueden trazar mapas.
Las cámaras usadas se denominan cámaras métricas, que van montadas en los aviones y que funcionan de manera parecida a las convencionales, pero con una calibración muy exacta de sus parámetros ópticos, de los cuales el más importante es la distancia focal.

Topografía aérea con drones (Videos)


El sistema TOPODRON de ATyges en un producto destinado al sector de la topografía y cartografía profesional que incluye: EQUIPO DRONE + SFTW PLANIFICACIÓN VUELO + SFTW FOTOGRAMÉTRICO 

Una de las aplicaciones de nuestros drones es la realización de topografía aérea para obtener ortofotos y modelos de elevación del terreno que podrán usarse para apliaciones en construcción, para inclusión en sistemas GIS y para comprobación de superficies y catastro. El sistema Topodron® nace para satisfacer una necesidad de mercado: facilitar al topógrafo profesional una nueva herramienta de trabajo para la obtención de datos topogramétricos, una herramienta sencilla, segura y completa que le ayude a ser más competitivo, a obtener mejores resultados y que le proporcione una solución global a sus necesidades.

 El sistema Topodron® auna la experiencia adquirida durante varios años por ATyges en la realización de vuelos con sus drones para fotogrametría aérea y obtención de restituidos con el desarrollo de software fotogramétrico específico para la obtención de modelos digitales, nube de puntos, ortomosaicos y cálculo de superficies y volúmenes de acopios resultado de la firma suiza PIX4D.

 SISTEMA TOPODRON: Sistema Dron + Sotfware para planificación de vuelo + Licencia PIX4D mapper La herramienta más completa para el sector de la topografía y cartografía Si desea ampliar información sobre el Sistema TopoDron, póngase en contacto con nosotros en el teléfono +34 95 20 20 600 o a través del correo electrónico uav@atyges.es. Estaremos encantados de atenderle. Mostramos aquí un ejemplo de trabajo que hemos realizado de manera conjunta con la empresa SANDO y su departamento de Topografía para comprobar la precisión y validar los resultados del sistema frente a la topografía tradicional identificando elementos existentes y conocidos. (Enlace a ejemplo colaborativo ATyges-Sando). En este otro video podemos ver un trabajo de levantamiento fotogramétrico del abrigo de protección de una dársena portuaria. A continuacion el Video del trabajo colaborativo entre las empresas ATyges y Sando sobre topografía aérea usando drones vs la topografía tradicional con toma de datos in situ mediante estación total con GPS

¿Qué es la Geodesia?

La geodesia es la ciencia que estudia la forma y dimensiones de la Tierra. Esto incluye la determinación del campo gravitatorio externo de la tierra y la superficie del fondo oceánico. Dentro de esta definición, se incluye también la orientación y posición de la tierra en el espacio.

Una parte fundamental de la geodesia es la determinación de la posición de puntos sobre la superficie terrestre mediante coordenadas (latitud, longitud, altura). La materialización de estos puntos sobre el terreno constituyen las redes geodésicas, conformadas por una serie de puntos (vértices geodésicos o también señales de nivelación), con coordenadas que configuran la base de la cartografía de un país, por lo que también se dice que es "la infraestructura de las infraestructuras".

Los fundamentos físicos y matemáticos necesarios para su obtención, sitúan a la geodesia como una ciencia básica para otras disciplinas, como la topografía, fotogrametría, cartografía, ingeniería civil, navegación, sistemas de información geográfica, sin olvidar otros tipos de fines como los militares.

Desde el punto de vista del objetivo de estudio, se puede establecer una división de la geodesia en diferentes especialidades, aunque cualquier trabajo geodésico requiere la intervención de varias de estas subdivisiones:
  • Geodesia geométrica: determinación de la forma y dimensiones de la Tierra en su aspecto geométrico, lo cual incluye fundamentalmente la determinación de coordenadas de puntos en su superficie.

  • Geodesia física: estudio del campo gravitatorio de la Tierra y sus variaciones, mareas (oceánicas y terrestres) y su relación con el concepto de altitud.

  • Astronomía geodésica: determinación de coordenadas en la superficie terrestre a partir de mediciones a los astros.

  • Geodesia espacial: determinación de coordenadas a partir de mediciones efectuadas a satélites artificiales (GNSS, VLBI, SLR, DORIS) y relación con la definición de sistemas de referencia.

  • Microgeodesia: medida de deformaciones en estructuras de obra civil o pequeñas extensiones de terreno mediante técnicas geodésicas de alta precisión.

Equipos mas conocidos usados en Topografia

Podemos clasificar a los equipos topograficos en tres categorías:
1-Para medir ángulos.- aquí se encuentran la brújula, el transito y el teodolito.
2-Para medir distancias.- aquí se encuentra la cinta métrica, el odómetro, y el distanciometro
3-Para medir pendiente.- aquí se encuentran el nivel de mano, de riel, el fijo, basculante, automático.

TRANSITO:

transitoInstrumento topográfico para medir ángulos verticales y horizontales, con una precisión de 1 minuto (1´ ) o 20 segundos (20? ), los círculos de metal se leen con lupa, los modelos viejos tienen cuatro tornillos para nivelación, actualmente se siguen fabricando pero con solo tres tornillos nivelantes.
Para diferencia un transito de un minuto y uno de 20 segundos, en los nonios los de 1 minuto tienen en el extremo el numero 30 y los de 20 segundos traen el numero 20.

TEODOLITO ÓPTICO:

transito-optico

es la evolución de el tránsito mecánico, en este caso, los círculos son de vidrio, y traen una serie de prismas para observar en un ocular adicional.
La lectura del ángulo vertical y horizontal la precisión va desde 1 minuto hasta una décima de segundo.  

TEODOLITO ELECTRÓNICO:

teodolito-electronicoEs la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del circulo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es mas simple en su uso, y por requerir menos piezas es mas simple su fabricación y en algunos casos sucalibración.
Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta: la precisión, el numero de aumentos en lalente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.   

DISTANCIOMETRO:

distanciometro-22Dispositivo electrónico para medición de distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o láser, este rebota en un prisma o directamente sobre la superficie, y dependiendo de el tiempo que tarda el haz en recorrer la distancia es como determina esta.
En esencia un distanciometro solo puede medir la distancia inclinada, para medir la distancia horizontal y desnivel, algunos tienen un teclado para introducir el ángulo vertical y por senos y cosenos calcular las otras distancias, esto se puede realizar con una simple calculadora científica de igual manera.

Por su funcionamiento existen de dos tipos de equipos topograficos:

por ultrasonido: son los mas económicos y su alcance no llega a los 50 metros, se debe tener cuidado con estos, ya que si la superficie no esta perpendicular al equipo, o es irregular, puede arrojar resultados incorrectos o no medir en absoluto, hay modelos mas sofisticados que tienen una mira láser, por lo que será importante no confundirlos con los siguientes.
Por láser: son muy precisos y confiables, su alcance máximo es de 200 metros, aun cuando en exteriores y distancias de mas de 50 metros se recomienda contar con mira, ya que a esas distancias o con la luz del día, resulta difícil saber donde esta apuntando el láser.  

ESTACION SEMITOTAL:

estacion-semitotal

En este aparato se integra el teodolito óptico y el distanciometro, ofreciendo la misma linea de vista para el teodolito y el distanciometro, se trabaja mas rápido con este equipo, ya que se apunta al centro del prisma, a diferencia de un teodolito con distanciometro, en donde en algunos casos se apunta primero el teodolito y luego el distanciometro, o se apunta debajo del prisma, actualmente resulta mas caro comprar el teodolito y el distanciometro por separado.
En la estación semitotal, como en el teodolito ÓPTICO, las lecturas son analógicas, por lo que el uso de la libreta electrónica, no representa gran ventaja, se recomienda mejor una estación total.

ESTACION TOTAL:

Es la integración del teodolito electrónico con un distanciometroLas hay con calculo de coordenadas.- Al contar con la lectura de ángulos y distancias, al integrar algunos circuitos mas, la estación puede calcular coordenadas.

estacion-total-1

Las hay con memoria.- con algunos circuitos mas, podemos almacenar la información de las coordenadas en la memoria del aparto, sin necesidad de apuntarlas en una libreta con lápiz y papel, esto elimina errores de lápiz y agiliza el trabajo, la memoria puede estar integrada a la estacion total o existe un accesorio llamado libreta electronica, que permite integrarle estas funciones a equipos que convencionalmente no tienen memoriao calculo de coordenadas.
Las hay motorizadas.- Agregando dos servomotores, podemos hacer que la estación apunte directamente al prisma, sin ningún operador, esto en teoría representa la ventaja que un levantamiento lo puede hacer una sola persona.
 Las hay sin prisma.- Integran tecnología de medición láser, que permite hacer mediciones sin necesidad de un prisma, es decir pueden medir directamente sobre casi cualquier superficie, su alcance esta limitado hasta 300 metros, pero su alcance con prisma puede llegar a los 5,000 metros, es muy útil para lugares de difícil acceso o para mediciones precisas como alineación de maquinas o control de deformaciones etc.

NAVEGADORES GPS:

gps-1

Hay dos tipos: Estos son mas para fines recreativos y aplicaciones que no requieren gran precisión, consta de un dispositivo que cabe en la palma de la mano, tienen la antena integrada, su precisión puede ser de menor a 15 mts, pero si incorpora el sistema WAAS puede ser de menor a 3 mts.
Ademas de proporcionar nuestra posición en el plano horizontal pueden indicar la elevación por medio de la misma señal de los satélites, algunos modelos tienen también barómetro para determinar la altura con la presión atmosférica. La señal de los satélites GPS no requiere de ningún pago o renta.
Estos equipos tienen precisiones desde varios milímetros hasta menos de medio metro. Los GPS topográficos requieren dos antenas, ya sea que el usuario tenga las dos, o que solo tenga una y compre los datos a una institución como el INEGIo Omnistar (DGPS). Se dice entonces que se esta trabajando en modo diferencial. 

NIVELES:

clisometroUn nivel es un instrumento que nos representa una referencia con respecto a un plano horizontal. Este aparato ayuda a determinar la diferencia de elevación entre dos puntos con la ayuda de un estadal.
El nivel mas sencillo es el nivel de manguera, es una manguera trasparente, se le introduce agua y se levantan ambos extremos, por simple equilibrio, el agua estará al mismo nivel en ambos extremos.
El nivel de mano es un instrumento también sencillo, la referencia de horizontalidad es una burbuja de vidrio o gota, el clisimetroes una versión mejorada del nivel de mano incorporando un transportador metálico permitiendo hacer mediciones de inclinación y no solo desnivel.
El nivel fijo es la versión sofisticada del nivel de mano, este en lugar de sostenerse con la mano se coloca sobre un tripie, la óptica tiene mas aumentos y la gota es mucho mas sensible. nivel-basculanteUn gran adelanto se logró cuando se introdujo el compensador automático, dando lugar al nivel automático, su funcionamiento esta basado en un péndulo que por gravedad, en estado estable este siempre estará en forma vertical, y con la ayuda de un prisma, este nos dará la referencia horizontal que estamos buscando.
Este nivel tiene una burbuja circular (ojo de buey) que puede no estar completamente centrada, pero el compensador automático hace justamente eso, compensar, este adelanto resultó tan provechoso, que se incorporó en los teodolitos mas precisos y en las estaciones totales, aun cuando su funcionamiento puede variar, el principio sigue siendo el mismo.
Si bien el nivel solo sirve para medir desnivel, últimamente se les ha incorporado una graduación en el giro horizontal, permitiendo hacer mediciones de ángulos con una precisión de medio grado, siendo practico en obra para medir o trazar ángulos horizontales que no requieren gran precisión. 
crosslinerLos niveles láser fueron y continúan siendo una novedad creyendo alguna personas que son mas precisos, pero la realidad es otra, existen los que solo proyectan una linea en una pared, su nombre correcto es crossliner se usan principalmente en interiores, ya que en exteriores con la luz del sol resulta difícil ver la linea que proyecta en una pared por ejemplo, linea que por cierto tiene entre 1 y 2 milímetros de ancho, así que si precisión. 
En un kilometro será de 1 centímetro comparando con un nivel óptico, hay también niveles láser que poseen un sensor, este se puede usar en exteriores y a mayores distancias, ya que no depende del ojo humano, si no de un sensor especializado en ver la luz láser, hay equipos de diferentes precios y precisiones, si adquiere un nivel asegurese que este sea de calidad y que este correctamente calibrado, de lo contrario le recomiendo mejor un nivel de manguera.   

NIVELES ELECTRONICOS:

nivel-electronico

Estos funcionan como los niveles ópticos, y adicionalmente pueden hacer lecturas electrónicamente con estadales con código de barras, esto resulta muy practico, ya que la medición es muy rápida, y se eliminan errores de apreciación o lectura, incluso de dedo, ya que estos tienen memoria para almacenar y procesar los datos, pueden desplegar en pantalla una resolución de décima de milímetro, ymedir distancias con una resolución de un centímetro.
Si bien un teodolito o una estación total se puede usar como nivel, las mediciones no serán tan precisas, siendo que el nivel es un instrumento especializado, pero si no requiere gran precisión. Se puede utilizar una estación o un teodolito ajustando el ángulo vertical a 90 grados.

Estación Total GPS, gran auxiliar de la topografía moderna.



Actualmente la inmensa mayoría de los topógrafos emplean en sus trabajos Estaciones Totales, las cuales les permiten gracias a la medida de ángulos y distancias realizar cualquier tipo de trabajo topográfico: levantamientos, replanteos, alineaciones, nivelaciones, etc.
Existen equipos GPS topográficos que permiten realizar también todas estas operaciones.  Por ello TRIMBLE una de la compañias lideres en el area,ha decidido denominar a estos equipos Estación Total GPS. A continuación procederemos a detallar las capacidades y cualidades de estos equipos.

¿Qué es una estación total?

Como hemos mencionado es un equipo GPS que permite a los topógrafos realizar muchas funciones topográficas esenciales y disfrutar de las ventajas que les proporciona el sistema GPS.

¿En qué trabajos se puede emplear la estación total?


Con una Estación Total GPS se pueden realizar levantamientos, replanteos y trabajos de apoyo a control. Por ello son especialmente útiles para los trabajos de obra, donde todos estos trabajos se realizan a diario.
Sólo existen dos limitaciones a estos sistemas: no funcionan en interiores ni debajo de una cobertura de árboles muy densa. Por ello no se deben considerar como sustitutas de las Estaciones Totales convencionales.
Las estaciones Totales GPS  están formadas por receptores GPS capaces de proporcionar precisiones centimétricas llegando a 1 cm. En cualquier tipo de trabajo (levantamiento, replanteo, etc.). Con este tipo de precisiones es más fácil, si cabe, asemejar sus prestaciones a las de las Estaciones Totales Convencionales.

Fuente: arkigrafico.com

Que es la Topografia ?



De le denomina topografía a la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones relativas de los puntos sobre la superficie de la tierra y debajo de la misma, mediante la combinación de las medidas según los tres elementos del espacio: distancia, elevación y dirección.
La topografía explica los procedimientos y operaciones del trabajo de campo, los métodos de cálculo o procesamiento de datos y larepresentación del terreno en un plano o dibujo topográfico a escala.

El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos en la superficie de la tierra, tanto en planta como en altura, los cálculos correspondientes y la representación en un plano (trabajo de campo + trabajo de oficina) es lo que comúnmente se llama “Levantamiento Topográfico“. La topografía como ciencia que se encarga de las mediciones de la superficie de la tierra.

Divisiones de la Topografía:

La topografía se divide en tres ramas principales que son la geodesia, la fotogrametría y la topografía plana.

Geodesia:

La Geodesia es la ciencia que tiene por objeto el estudio de la forma y las dimensiones de la Tierra. la Geodesia moderna  comenzó en el año 1617, cuando el holandés W. Snellius inventó la triangulación para el levantamiento de áreas grandes como regiones o países. En esta época, la Geodesia fue redefinida como “la ciencia y tecnología de la medición y de la determinación de la figura terrestre”.

Fotogrametría:

fotogrametriaLa fotogrametría es el conjunto de métodos y procedimientos mediante los cuales podemos deducir de la fotografía de un objeto, la forma y dimensiones del mismo; el levantamiento fotogramétrico es la aplicación de la fotogrametría a la Topografía.  La fotogrametríano es una ciencia nueva, ya que los principios matemático en que se basa son conocimientos desde hace mas de un siglo, sin embargo susaplicaciones topográficas son mucho más reciente. Las aplicaciones de la fotogrametría, no son solo topográficas, que es una eficaz ayuda en medicina legal y criminalista, así  como en investigaciones policiacas, en escultura y arquitectura que se valen de ella para la reproducción y medida de cuerpos y objeto diversos. Gracias a esta se pudo reconstruir muchos monumentos destruidos durante las guerras mundiales, entre ellos la celebre catedral de Reims.

Topografía Plana:

Es la rama de la topografía que considera a la superficie de la tierra como un plano. Por tanto la curvatura es ignorada y los cálculos se efectúan usando las formulas de la trigonometría plana. Todos los meridianos son paralelos, y se supone que la dirección de la línea de plomada es siempre la misma, o sea perpendicular al plano en todos los puntos, dentro de los límites del levantamiento.