Fundamentos de la Restitución Digital: Creación de Modelos 3D a partir de Fotografía Aérea

Restitución Digital: Conceptos Fundamentales

La Restitución Digital es el proceso de reconstrucción del terreno a partir de fotografías aéreas y los principios geométricos que las relacionan.

Componentes de la Restitución

• Orientación Interior
  • Ajuste de Placa
  • Ajuste Focal
• Orientación Externa
  • Relativa
  • Absoluta
    • Nivelación
    • Escala

Digitalización de Imágenes Aéreas

Este proceso implica la conversión de las fotografías físicas a un formato digital.

• Utilización de escáner métrico.
• Generalmente se realiza sobre negativos.

Creación del Proyecto y Entrada de Datos

Para iniciar un proyecto de restitución digital, es fundamental definir los parámetros iniciales:

• Nombre del proyecto
• Sistema de coordenadas
• Datum
• Huso
• Hemisferio

Orientación Interna

La Orientación Interna es la reconstrucción del haz de rayos que pasó por el centro de perspectiva de la cámara en el momento de la exposición. Es el procedimiento por el cual se establece la transformación de coordenadas de un sistema fiducial a un sistema de imagen.

Procedimiento y Requisitos

• Importación de las imágenes.
• Ingreso de datos del certificado de calibración de la cámara (distancia focal, coordenadas de las marcas fiduciales).
• Generación del archivo .cam.

Ajuste de Placa

Se debe hacer coincidir las marcas fiduciales del fotograma con las marcas grabadas en el portaplacas del instrumento, con el fin de que las coordenadas fotográficas tengan una relación precisa con las coordenadas instrumentales.

Ajuste de Focal

La dilatación o contracción de la película después del instante de la toma fotográfica implica un cambio de tamaño que se relaciona directamente con la escala del fotograma. Esta variación, según la relación de escala, puede controlarse únicamente mediante una corrección de la distancia focal de toma (dada por la calibración de la cámara).

Orientación Relativa

El haz de rayos perspectivos que produce una fotografía comprende un número infinitamente grande de rayos. Todos estos rayos deben intersecarse con sus respectivos rayos homólogos de las fotografías vecinas para obtener el modelo espacial. Sin embargo, la intersección de un mismo punto en ambas fotografías no coincidirá, sino que representará una cierta diferencia de ordenadas en dicho punto, es decir, una paralaje vertical (PY). La eliminación de estos paralajes verticales se logra anulándolos en seis puntos distribuidos estratégicamente, siguiendo una nomenclatura específica.

Orientación Externa Digital

• En la mayoría de las Estaciones Fotogramétricas Digitales, este proceso se denomina Aerotriangulación y contempla la Orientación Relativa y la Absoluta conjuntamente.
• Se calculan los parámetros de orientación exterior.
• Conceptos clave: Colinealidad y Coplanaridad.

Información Previa Necesaria para la Restitución

Antes de iniciar el proceso de restitución, es crucial contar con la siguiente información:

• Altura promedio del terreno: Obtenida de la carta topográfica.
• Altura de vuelo sobre el nivel medio del mar (H_vnm):

  Hvnm = Distancia Focal × Escala de la fotografía + Altura promedio del terreno

• Porcentaje promedio del solape longitudinal de las fotografías.
• Cálculo del desfase (X, Y) entre líneas de vuelo.
• Establecimiento de coordenadas que delimiten el área de la fotografía (vértice superior izquierdo y vértice inferior derecho).

Datos Cartográficos y de Trabajo Esenciales

• Establecer datos cartográficos a utilizar, tales como: Datum, Elipsoide de referencia, Referencia vertical, Coordenadas, Huso, Unidades de medida, etc.
• Es necesario tener bien definido el directorio de trabajo, incluyendo:
  • Fotografías digitales del sector.
  • Archivo de calibración de la cámara.
  • Archivo con los puntos de control.

Ortofotos Digitales

Una Ortofoto Digital se define como una imagen o descripción pictórica del terreno, derivada de la fotografía aérea. Es un producto cartográfico equivalente a un plano o mapa, donde las variaciones de tono de la imagen proporcionan la información.