Escuela Técnica Superior de Ingenieros en Topografía, Geodesia y Cartografía  Universidad Politécnica de Madrid
Departamento de
Ingeniería Topográfica y Cartografía
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
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Asignatura
Fotogrametría II

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Código

6092-0204

Naturaleza

Troncal

Créditos globales

13.5

Objetivos docentes

• Conocer, analizar y relacionar los contenidos teóricos del programa oficial. • Resolver correctamente los ejercicios y problemas relacionados con el contenido teórico, con especial énfasis en los conceptos y problemas fundamentales y básicos de la asignatura. • Realizar, analizar y comprobar las prácticas de la asignatura, que constituyen las bases necesarias para abordar gran parte de los trabajos que se presentan en el mundo profesional. • Conocer analizar y comprender los aspectos fotogramétricos del control terrestre (apoyo); el ajuste y orientación de un par, así como el proceso de restitución. • Conocer perfectamente, analizar y determinar los medios necesarios y las precisiones exigibles para la ejecución de cartografía analítica por fotogrametría aérea. • Conocer los instrumentos fotogramétricos y las herramientas informáticas para cumplir el objetivo del anterior apartado, así como los medios materiales de otras áreas afines que se integran e interrelacionan en los procesos fotogramétricos. • Introducir y comprender los principios básicos de la fotogrametría analítica y digital. EVALUACIÓN Y CONTROL: La asignatura comprende tres partes: Teoría; Problemas; Prácticas. • Las prácticas son las siguientes: Primer cuatrimestre: - Proyecto de vuelo de una Zona. - Proyecto de vuelo de una Traza. - Determinación de altitudes por diferencias de paralaje. Transformaciones matemáticas en 2D (Aplicaciones fotogramétricas): • Transformación de semejanza o Helmert (4 parámetros). • Transformación afín (6 parámetros). • Transformación proyectiva (8 parámetros). Segundo cuatrimestre: - Prácticas con restituidores en el Laboratorio: • Ajuste de un par de fotografías aéreas en un restituidor analógico: • Orientación interna y relativa instrumental. • Orientación absoluta análitica. • Restitución asistida por ordenador. • Introdución a los restituidores analítcos y digitales. Los procedimientos de evaluación y control son los siguientes: a) Prácticas: • La asistencia a las prácticas es OBLIGATORIA y se controlará la misma cada semana. • Será necesaria la presentación de la documentación correspondiente para la obtención de APTITUD de las Prácticas. Se requiere la aptitud en cada una de las prácticas para el APROBADO de las mismas y de la ASIGNATURA (convocatorias de Junio, Septiembre y Diciembre). • A los alumnos matriculados durante el curso vigente, con las prácticas de la asignatura aprobadas en cursos anteriores, se les podrá requerir en cualquier momento dicha documentación. b) Teoría y problemas: Según el programa oficial de la asignatura. Los exámenes de problemas de esta asignatura podrán realizarse en el Aula de Informática. c) Exámenes parciales: • Se realizarán dos exámenes parciales, un examen ordinario en Junio (examen final) y dos extraordinarios en Septiembre y Diciembre, en las fechas fijadas por Jefatura de Estudios. • Constarán de parte teórica y parte de problemas, opcionalmente se incluirá un test eliminatorio. • La nota del parcial deberá ser  5 para liberarlo en el examen final; se obtendrá como media ponderada de las partes integrantes. Si en una de estas partes se obtuvo una calificación 4,5, el parcial no podrá liberarse aunque la media ponderada sea  5. • Los errores graves de concepto, así como la falta de más de un 30% de cada parte correcta podrán suponer el no aprobado del parcial. • El parcial sólo podrá liberarse en su totalidad (teoría y problemas) y con anterioridad a su realización, las prácticas correspondientes deberán ser APTAS. • En el momento del examen se conocerá el peso de cada ejercicio y el tiempo para su realización, así como el peso de cada parte en la nota del parcial. • El APROBADO POR CURSO se obtendrá del aprobado de los dos parciales y el de las prácticas. La calificación será la media ponderada multiplicada por 1,1. d) Exámenes ordinario y extraordinarios: • En la convocatoria de Junio el alumno se examinará del parcial NO SUPERADO durante el curso. • El APROBADO de Junio se obtendrá del aprobado de los dos parciales y el de las prácticas. La calificación será la media ponderada. • En las convocatorias de Septiembre y Diciembre se realizará un examen único que abarque toda la asignatura, con una parte teórica y otra de problemas. • En todas las convocatorias se aplicarán los mismos criterios de evaluación que en los exámenes parciales.

Programa

TEMA 1. Objeto y método general de la Fotogrametría. · Definición de Fotogrametría. Características de la fuente de información. Clases de Fotogrametría. Productos fotogramétricos · Método general de la Fotogrametría. El haz perspectivo. Definiciones. Intersección de dos haces perspectivos. · Definición de un haz perspectivo por sus datos internos. Medida directa. Uso de una perspectiva. Uso de una fotografía. · Determinación de la posición en el espacio de un haz perspectivo. Uso de una perspectiva. Uso de una fotografía. · Identificación de los rayos homólogos de dos haces perspectivos. Medida directa. Uso de perspectivas. Uso de fotografías. · Restitución. Definición. Componentes y tipos de restituidores. Tipos de salida de datos. · Aplicaciones de la Fotogrametría. Aplicaciones topográficas. Aplicaciones no topográficas. · Evolución histórica de la Fotogrametría. TEMA 2. Fundamentos ópticos y fotográficos. · El objetivo fotográfico ideal. Elementos cardinales de un sistema óptico centrado. Diafragmas y pupilas. Campo. Rayos principales. Difracción y poder separador del objetivo. Iluminación en el formato fotográfico. · Aberraciones. Concepto y clasificación. Distorsión óptica. · Obturador. Definición. Localización. Rendimiento. · Emulsiones fotográficas. Proceso fotográfico. Opacidad y densidad. Curvas características y su variación. Elementos que caracterizan a la emulsión. Soportes de la emulsión. · Calidad de la imagen fotográfica. Poder separador de la emulsión. Poder separador conjunto objetivo-emulsión. Función de transferencia de contraste. TEMA 3. Cámaras fotogramétricas y sistemas de imágenes. · Definición de un haz perspectivo mediante una imagen fotográfica. · Tipos de cámaras: aéreas y terrestres. · La cámara métrica de serie. Componentes principales. Accesorios. Aparatos auxiliares. · Calibración de cámaras. Definición. Métodos. Conclusiones. · Otros sistemas de imágenes. Captura de imágenes digitales: CCD, escáner. TEMA 4. Factores que afectan a la calidad y a la métrica de la imagen fotográfica. · Diferencia entre los problemas de fotografía terrestre y aérea. · Influencias en la calidad de imagen. Factores físicos: terreno y atmósfera. Factores ópticos. Condiciones de toma. Influencia de la emulsión. · Influencias en la métrica de la imagen. Factores físicos: esfericidad y refracción. Factores ópticos y mecánicos de la cámara métrica. Influencia del avión y su desplazamiento. Influencia de la emulsión y soporte. · Conclusiones. TEMA 5. Medida y refinamiento de fotocoordenadas. · Sistema de coordenadas planas en fotogrametría. Transformaciones bidimensionales: semejanza y afín. · Instrumentos de medida directa sobre las fotografías: Monocomparadores y Estereocomparadores. · Refinamiento de coordenadas. Errores sistemáticos de fotocoordenadas. Errores del comparador. Deformación del material. Reducción al punto principal. Corrección por distorsión óptica. Corrección de refracción atmosférica. Corrección de esfericidad. TEMA 6. Geometría de la fotografía vertical e inclinada. · Elementos geométricos de una fotografía. · Fotografía estrictamente vertical. Escala. Determinación de la escala. Coordenadas terreno a partir de medidas en una fotografía vertical. Altura de vuelo y determinación de la misma. Desplazamiento debido al relieve. · Fotografía inclinada. Propiedades y teoremas. Sistema de coordenadas nadiral. Escala. Coordenadas terreno a partir de medidas en una fotografía inclinada. · Desplazamiento de imagen debido al relieve. Desplazamiento de imagen debido a la inclinación. Conclusiones. TEMA 7. Elementos externos de un haz perspectivo. · El haz perspectivo como sólido rígido. · Parámetros que sitúan el haz. Soluciones posibles y solución práctica. La orientación externa de un par de haces con tres puntos de coordenadas conocidas. Puntos de apoyo. · Orientación externa en Fotogrametría terrestre. Caso de objeto lejano. Fórmulas fundamentales de la fotogrametría terrestre. Caso de objeto próximo. · Orientación externa en Fotogrametría aérea. Superficie útil de un par. El canevás de restitución. Reducción de los trabajos de campo. Aerotriangulación. TEMA 8. Estereoscopía y paralaje. · Percepción tridimensional. Convergencia y acomodación. Paralaje estereoscópico. Agudeza visual estereoscópica. Límite de percepción. Visión estereoscópica artificial: principio, condiciones y sistemas de observación de imágenes convencionales e imágenes electrónicas. Hiperestereoscopía. Apreciación altimétrica. Exageración vertical del relieve. · Información tridimensional a partir de fotografías aéreas. Geometría del par: paralaje estereoscópico. Ecuaciones del paralaje. · Teoría de errores. Índice flotante. Medida de paralajes: gráficos de corrección. Aplicaciones de la medida de paralajes. Restitución expedita. TEMA 9. Método general de Ajuste del Par: la orientación relativa. · El Método General de ajuste del Par. · Paralaje transversal. Grados de libertad del proyector. Formación del modelo y orientación relativa. Estudio de los efectos específicos de los elementos de orientación. Estudio numérico de los efectos de los elementos de orientación. · Los métodos empíricos de orientación relativa. Método con dos proyectores. Método con un proyector. El factor de sobrecorrección: su determinación. Paralajes residuales y su distribución. Fórmulas generales de la paralaje. Valores particulares en los puntos estándar. · Cálculo de la orientación relativa numérica. Casos particulares: Modelos incompletos. Terreno montañoso. Idea de las deformaciones del modelo. · Orientación relativa analítica. Condición de colinearidad. Condición de coplanaridad. TEMA 10. Método general de Ajuste del Par: la orientación absoluta. · Introducción. Escala de imagen, de modelo, de restitución y de publicación. Los límites físicos de un restituidor analógico. Elección de escala de modelo en un restituidor determinado. Ajuste de escala. Método gráfico-numérico. Nivelación del modelo. Determinación de las inclinaciones transversal y longitudinal del modelo. Introducción de las rotaciones. Orientación de las minutas. El proceso de restitución. Método numérico de nivelación del modelo. · Método analítico de orientación absoluta. La transformación tridimensional de semejanza. TEMA 11. Instrumentos analógicos de restitución. · Los restituidores en general. Clasificación: analógicos, analíticos y automáticos. Restituidores analógicos de proyección óptica. Principios generales. Noticia histórica. Componentes y problemas constructivos. · Restituidores ópticos de imágenes reales. El multiplex y otros. Estudio crítico. Restituidores ópticos de imágenes virtuales. El estereoplanígrafo Zeiss. · Restituidores analógicos de proyección mecánica. Principios generales. Noticia histórica. Los aparatos de Galileo, de Wild, de Zeiss, de Kern y otros constructores. · Restituidores asistidos. · Comprobación y calibración de los instrumentos analógicos. TEMA 12. Instrumentos analíticos y automáticos. · El principio fundamental y las ideas de Helava. Constitución general de un sistema analítico. El estereocomparador. El calculador. El trazador automático. La estación de trabajo. · Las fases de trabajo en un instrumento analítico. Posibilidades del sistema: sistemas de tratamiento centralizado y sistemas de tratamiento distribuido. · El software o componentes lógicos. Los instrumentos analíticos actuales. Sistemas de inyección de imágenes. Dispositivos de digitalización. Sistemas híbridos. · Los instrumentos ÒautomáticosÓ. Correlación electrónica. El Stereomat y otros. TEMA 13. Instrumentos o estaciones digitales. · Elementos básicos de los sistemas fotogramétricos digitales (SFD). · Adquisición de los datos de la imagen e introducción en un SFD. Cámaras digitales. Escáners. · Estaciones de trabajo fotogramétricas digitales. Características de los componentes informáticos. Sistema de visión estereoscópica. Dispositivos de medida y posicionamiento. Características de los programas. Datos de salida de un SFD. Conclusiones. PROBLEMAS TEMA 1. Geometría básica en Fotogrametría. • Sistemas de coordenadas en Fotogrametrá aérea y terrestre. • Realciones matemáticas entre dos sistemas de coordenadas: - Transformaciones en un plano. - Transformaciones en el espacio. • El rayo perspectivo. Condición de colinearidad. • El plano espipolar. Condición de coplanaridad. TEMA 2. Operaciones fotogamétricas elementales. • Características de una fotografía aislada: - La fotografía aérea vertical: elementos en la fotografía, escala, coordenadas terreno a partir de imágenes medidas en la fotografía vertical, cálculo de la altura de vuelo, desplazamiento debido al relieve. - La fotografía aérea inclinada: elementos en la fotografía, escala, coordenadas terreno a partir de imágenes medidas en la fotografía inclinada, desplazamiento debido al relieve, desplazamiento debido a la inclinación del eje principal de la fotografía. • Información tridimensional a partir de fotografías aéreas: - Geometría del par estereoscópico: paralaje estereoscópico, ecuaciones del paralaje, cálculo de altura de vuelo y base aérea, errores planimétrico y altimétrico. - El caso normal en fotogrametría terrestre. • Medida y refinamiento de coordenadas imagen TEMA 3. Errores sistemáticos de las fotocoordenadas, comparadores, correcciones de los errores: comparador, deformación del material, desplazamiento del punto principal, distorsión del objetivo, refracción atmosférica y esfericidad terrestre.

Personal docente

Marina Martínez Peña (coordinador)

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