Escuela Técnica Superior de Ingenieros en Topografía, Geodesia y

Cartografía

Universidad Politécnica de Madrid

DISEÑO Y PROGRAMACIÓN DE UNA HERRAMIENTA INFORMÁTICA PARA LA

GENERACIÓN DE MODELOS FOTOGRAMÉTRICOS SINTÉTICOS

Febrero 2012 1

INTRODUCCIÓN

2Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

- En la actualidad, existen nuevas tecnologías de generación de modelos digitales de elevación que no requieren el uso de la fotografía y de las técnicas clásicas de Fotogrametría

- LIDAR, Láser Escáner, GPR, Ecosonda son algunas de estas tecnologías

- Estos dispositivos, además de proporcionarnos una gran nube de puntos XYZ, nos proporcionan información adicional (por ejemplo el nivel de intensidad LIDAR)

- El objetivo que persigue este proyecto es diseñar una metodología (y probarla) que sea capaz de construir los modelos fotogramétricos a partir de las nubes de puntos, con el objetivo de usar los programas de Fotogrametría clásica

INTRODUCCIÓN

3Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

- Como no disponemos de imágenes, tendremos que generarlas a partir de la información adicional de la que disponemos (el nivel de intensidad LIDAR). A esta técnica, aplicada al LIDAR se la denomina LIDARGRAMETRÍA

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

4Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• INTRODUCCIÓN• MEMORIA

• FUNDAMENTOS TEÓRICOS• METODOLOGÍA DE GENERACIÓN DE UN MODELO SINTÉTICO• CONTROL DE CALIDAD• JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN INFORMÁTICA ADOPTADA

• ANEJOS• DIAGRAMA RELACIONAL DE OBJETOS• DESCRIPCIÓN DETALLADA DE CLASES• MAPA DE CONTENIDOS Y ÁRBOL DE NAVEGACIÓN• PANTALLAS DEL APLICATIVO• CÓDIGO FUENTE DEL APLICATIVO• BIBLIOGRAFÍA

• PLIEGO DE CONDICIONES• ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL SISTEMA

• PLANOS

• PRESUPUESTO Y PLAZO DE EJECUCIÓN

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

5Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• MEMORIA• FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Geometría de las tomas fotográficas• Geometría de la imagen digital• Geometría de la cámara• Transformación espacial de 7 parámetros• Triangulación de Delaunay aplicada a los modelos

digitales de elevación• Ecualización de imágenes digitales

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

6Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• MEMORIA• FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Geometría de las tomas fotográficas• Geometría de la imagen digital• Geometría de la cámara• Transformación espacial de 7 parámetros• Triangulación de Delaunay aplicada a los modelos

digitales de elevación• Ecualización de imágenes digitales

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

7Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• MEMORIA• FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Geometría de las tomas fotográficas• Geometría de la imagen digital• Geometría de la cámara• Transformación espacial de 7 parámetros• Triangulación de Delaunay aplicada a los modelos

digitales de elevación• Ecualización de imágenes digitales

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

8Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• MEMORIA• FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Geometría de las tomas fotográficas• Geometría de la imagen digital• Geometría de la cámara• Transformación espacial de 7 parámetros• Triangulación de Delaunay aplicada a los modelos

digitales de elevación• Ecualización de imágenes digitales

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

9Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• MEMORIA• FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Geometría de las tomas fotográficas• Geometría de la imagen digital• Geometría de la cámara• Transformación espacial de 7 parámetros• Triangulación de Delaunay aplicada a los modelos

digitales de elevación• Ecualización de imágenes digitales

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

10Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• MEMORIA• FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Geometría de las tomas fotográficas• Geometría de la imagen digital• Geometría de la cámara• Transformación espacial de 7 parámetros• Triangulación de Delaunay aplicada a los modelos

digitales de elevación• Ecualización de imágenes digitales

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

11Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• MEMORIA• METODOLOGÍA DE GENERACIÓN DE UN MODELO SINTÉTICO

• Carga de nubes de puntos, cálculo de estadísticos y magnitudes• Cálculo de parámetros iniciales• Lectura de nube de puntos, cálculo de coordenadas píxel y

generación de píxeles sintéticos• Densificación de la nube de puntos

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

12Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• CONTROL DE CALIDAD• Control planimétrico• Control altimétrico• Control plani-altimétrico

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

13Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• CONTROL DE CALIDAD• Control planimétrico• Control altimétrico• Control plani-altimétrico

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

14Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• CONTROL DE CALIDAD• Control planimétrico• Control altimétrico• Control plani-altimétrico

ESTRUCTURA DEL PROYECTO

15Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

• JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN INFORMÁTICA ADOPTADA• .NET Framework• Lenguaje de programación C#• Clases y objetos. Programación orientada a objetos

PRODUCTOS FINALES

16Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

Aplicación informática

PRODUCTOS FINALES

17Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

Imagen izquierda

Imagen derecha

PRODUCTOS FINALES

18Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

Modelo fotogramétrico (imagen de anaglifos)

PRODUCTOS FINALES

19Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

Para DIGI, fichero cámara (.cam)

[Camara]PosicionPanel=0Focal=50.000PuntoPrincipal=0.000 0.000TamanoPixel=0.100PRel1=0 0PRel2=0 0PRel3=0 0PRel4=0 0PRel5=0 0PRel6=0 0

izquierda 718917.039 4246999.990 575.878 0.00000 0.00000 0.00000derecha 719082.951 4246999.990 575.878 0.00000 0.00000 0.00000

Para DIGI, Fichero de orientación (.eo)

marca amarilla 300 19 121 19 718220.400 4247818.308 111.452marca amarilla 2081 20 1902 21 719874.685 4247817.379 111.452marca amarilla 2080 1781 1901 1782 719873.756 4246181.672 111.452marca amarilla 299 1780 119 1781 718219.471 4246182.601 111.452

Fichero de marcas (.xyz)

a=1.000281b=-0.000284c=-179.328588d=0.000281e=1.000284f=0.160049

Residuos-0,2497 0,2497 -0,2500 0,2500 -

0,2503 0,2503 -0,2503...

Fichero entre fotogramas (.txt)

PRODUCTOS FINALES

20Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

Visualización de modelo en DIGI

PRODUCTOS FINALES

21Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

Visualización de modelo en DIGI. Restitución

CONCLUSIONES

22Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos- Mikhail, E.M., Bethel, J.S. and McGlone, J.C., (2001). "Introduction to Modern Photogrammetry." Wiley, New York.

CONCLUSIONES

23Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

- Mikhail, E.M., Bethel, J.S. and McGlone, J.C., (2001). "Introduction to Modern Photogrammetry." Wiley, New York.

CONCLUSIONES

24Diseño y programación de una herramienta informática para la generación de modelos fotogramétricos sintéticos

Esto puede ser una ventaja añadida en aquellos casos en los que resulta imposible obtener imágenes (vuelos nocturnos, con nubes, imágenes de rádar, fondos marinos, etc…)

• Herramienta de control de calidad También podemos usar estas técnicas para ver si la cartografía

obtenida con Fotogrametría clásica tiene la precisión adecuada, sin más que generar los modelos fotogramétricos sintéticos de una zona levantada con LIDAR que previamente se levantó usando técnicas fotogramétricas tradicionales y comparar los resultados obtenidos

- Mikhail, E.M., Bethel, J.S. and McGlone, J.C., (2001). "Introduction to Modern Photogrammetry." Wiley, New York.