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TECNOLOG AS MODERNAS EN LABORATORIOS DE CARTOGRAF A Y FOTOGRAMETRÍA

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL A DISTANCIA

BOGOTA

2015

WILLIAM EDUARDO CORREA VILLAMIZAR



TECNOLOG AS MODERNAS EN LABORATORIOS DE CARTOGRAF A Y FOTOGRAMETRÍA

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL A DISTANCIA

BOGOTA

2015

Presentado por:

WILLIAM EDUARDO CORREA V

C.C. 91´237,443de Bucaramanga

Código: 0120141028

CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA

Profesor: Ingeniero Javier Valencia Sierra



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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION..................................................................................................................4

1. OBJETIVOS.................................................................................................................. 4

1.1. Objetivo General .................................................................................................. 4

1.2. Objetivos específicos ..........................................................................................4

2. EQUIPOS PARA LABORATORIO FOTOGRAMETRICO ...........................................5

3. MATERIALES, MÉTODOS Y ESTRATEGIAS ............................................................. 7

4. TELEDETECCIÓN O DETECCIÓN REMOTA ............................................................. 7

4.1. Teledetectores pasivos ....................................................................................... 8

4.2. Teledetectores activos ........................................................................................ 8

4.3. EL SONAR ......................................................................................................... 9

4.4. EL RADAR ....................................................................................................... 13

5. FOTOGRAMETRÍA DIGITAL ..................................................................................... 14

6. FUNCIONES DE UN SISTEMA FOTOGRAMETRICO DIGITAL ............................... 15

7. EQUIPOS DE RESTITUCION..................................................................................... 16

8 LA ORTOIMAGEN ...................................................................................................... 17

9. OTROS TIPOS DE RESTITUCION FOTOGRAMETRICA ......................................... 18

10. EL MAPA DIGITAL..................................................................................................... 20

11. CONCLUSIONES....................................................................................................... 23

12. BIBLIOGRAFIA ..........................................................................................................23



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TECNOLOGÍAS MODERNAS EN LABORATORIOS DE CARTOGRAFÍA YFOTOGRAMETRÍA

INTRODUCCION

La aplicación tradicional y la más grande es la extracción topográfica es decir mapastopográficos , imágenes aéreas , sin embargo las técnicas fotogramétricas tambiénhan sido aplicadas y a procesar imágenes de satélites e imágenes de rango cercanocon el objeto de adquirir información topográfica y no topográfica de los objetosfotografiados , los productos obtenidos están en forma digital tales como mapasdigitales que están grabados en medios magnéticos , de esta manera pueden serfácilmente manipulados , almacenado y aplicados por el usuario, con el desarrollode la fotogrametría digital las técnicas fotogramétricas se pueden integrar másfácilmente con la teledetección y los SIG

La fotogrametría se ha convertido en una de las principales maneras de incorporarinformación geográfica a un SIG, debido al buen compromiso que mantiene entrecoste económico, velocidad de ejecución y precisión.Consiste en la utilización de fotogramas aéreos de eje vertical tomados desde unavión sobrevolando la zona de estudio. .

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo General

Realizar un estudio de los conceptos básicos de la cartografía yfotogrametría y la evolución que han tenido atraves del mejoramiento delas tecnologías y equipos, sus relaciones con otras ciencias y su aporte entemas de investigación.

1.2. Objetivos específicos

Establecer la importancia de las nuevas tecnologías aplicadas usadascomo ayudas para la fotogrametría y la producción de cartografías.

Establecer las ventajas y desventajas de la técnicas fotogramétricas en el

procesamiento de fotos e imágenes en el sistema de capturar información.



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2. EQUIPOS PARA LABORATORIO FOTOGRAMETRICO

Estereoscopios de Espejos, instrumento que sirve para observar en tres dimensionesfotografías aéreas verticales o pares de fotografías. También se encuentran losEstereoscopios de Bolsillo, con los cuales se llevan a cabo trabajos de campo, la BarraParalaje que es con la cual se toman las medidas, y los Planímetros .

EQUIPOS PARA LABORATORIO FOTOGRAMETRICO, imágenes personales William Eduardo Correa V,tomadas Fuentes: http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/



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EQUIPOS PARA LABORATORIO FOTOGRAMETRICO, imágenes personales William Eduardo Correa V,tomadas Fuentes: http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/

Cuando hacemos trabajos de fotogrametría trabajamos básicamente con la parte enaumento de los oculares del Estereoscopio, que nos permiten hacer aumentos de tres



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seis veces más; y con la Barra de Paralaje con la cual se hacen mediciones, ajustes porelieve, y medición por desplazamientos verticales y horizontales.

3. MATERIALES, MÉTODOS Y ESTRATEGIAS

La innovación mundial en tecnología sigue galopante y cada día nos sorprende másel avance en, la ciencia. El GPS y ahora el GNSS (sistemas de navegación

global) son utilizados para el posicionamiento en general. Técnicas queaparentemente son nuevas pero en algunos países desarrollados utilizan desdehace tiempo, también se pueden integrar con la fotogrametría convencional, porejemplo la Teledetección se convierte en una aliada para quien procesa informacióncartográfica y quiere hacer más completos los datos de su producto final.

4. TELEDETECCIÓN O DETECCIÓN REMOTA

Es la adquisición de información a pequeña o gran escala de un objeto ofenómeno, ya sea usando instrumentos de grabación o instrumentos de escaneoen tiempo real inalámbricos o que no están en contacto directo con el objeto (comopor ejemplo aviones, satélites, astronave, boyas o barcos). En la práctica, lateledetección consiste en recoger información a través de diferentes dispositivosde un objeto concreto o un área. Por ejemplo, la observación terrestre o los satélitesmeteorológicos, las boyas oceánicas y atmosféricas, las imágenes por resonanciamagnética (MRI en inglés), la tomografía por emisión de positrones(PET en inglés), los rayos-X y las sondas espaciales son todos ejemplos de



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teledetección. Actualmente, el término se refiere de manera general al uso detecnologías de sensores para adquisición de imágenes, incluyendo: instrumentos abordo de satélites o aerotransportados, usos en electrofisiología, y difiere en otroscampos relacionados con imágenes como por ejemplo en imagen médica.Hay dos clases de teledetección principalmente: teledetección pasiva yteledetección activa.

4.1. Teledetectores pasivos Son los que detectan radiación natural emitida o reflejada por el objeto o áreacircundante que está siendo observada. La luz solar reflejada es uno de lostipos de radiación más comunes medidos por esta clase de teledetección.

Algunos ejemplos pueden ser la fotografía, los infrarrojos, los sensoresCCD (charge- coupled devices, “dispositivo de cargas eléctricasinterconectadas”) y los radiómetros.

4.2. Teledetectores activos Estos emiten energía para poder escanear objetos y áreas con lo que elteledetector mide la radiación reflejada del objetivo. Un radar es un ejemplode teledetector activo, el cual mide el tiempo que tarda una emisión en ir yvolver de un punto, estableciendo así la localización, altura, velocidad ydirección de un objeto determinado.

La teledetección remota hace posible recoger información de áreaspeligrosas o inaccesibles. Algunas aplicaciones pueden ser monitorizaruna deforestación en áreas como la Cuenca del Amazonas, el efectodel cambio climático en los glaciares y en el Ártico y en el Antártico, y elsondeo en profundidad de las fallas oceánicas y las costas. El colectivomilitar, durante la Guerra Fría, hizo uso de esta técnica para recogerinformación sobre fronteras potencialmente peligrosas. La teledetecciónremota también reemplaza la lenta y costosa recogida de información sobreel terreno, asegurando además que en el proceso las zonas u objetosanalizados no se vean alterados.

Las plataformas orbitales pueden transmitir información de diversas franjasdel espectro electromagnético que en colaboración con sensores aéreos oterrestres y un análisis en conjunto, provee a los investigadores consuficiente información para monitorizar la evolución de fenómenos naturalestales como El Niño. Otros usos engloban áreas como las ciencias de la

Tierra, en concreto la gestión de recursos naturales, campos de agriculturaen términos de uso y conservación, y seguridad nacional.



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Así como existen Teledetectores montados en satélites, también existendispositivos que se utilizan en tierra e incluso en el agua para captar imágenes ycaracterísticas del terreno dentro y fuera del agua, también para detectar objetos y

obstáculos fijos y móviles en un perímetro de cobertura de las señales enviadas yrecibidas.

4.3. EL SONAR

SONAR : https://www.youtube.com/watch?v=Zjd0k76rTQA

Un sónar o ecosonda es un aparato que permite al hombre “ver” o averiguar la

posición a la que se encuentran objetos situados bastante profundidad osumergidos a cierta distancia de un barco.También se utilizan para encontrar restos de naufragios en el mar u océano,bancos de peces y otros elementos sumergidos.

Su capacidad para detectar obstáculos, como arrecifes desconocidos o icebergs

incluso en días de espesa niebla, lo convierten en un instrumento de seguridadindispensable.Hoy en día, con la utilización de las nuevas tecnologías y los grandes ordenadorse utiliza el análisis por computadora con el fin de obtener imágenes instantánearenderizadas del relieve del lecho marino bajo la quilla del barco. De esta formase ha convertido en una herramienta indispensable para la navegación,determinandola posición, tamaño y profundidad de los diferentes obstáculos que un barco



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puede encontrar en su travesía.Pero su utilización, no está restringida a los barcos. Las compañías petrolíferas,por ejemplo, utilizan sónar o ecosondas para vigilar los oleoductos submarinosy el movimiento de las masas de arena que puedan llegar a dañarlos y losarqueólogos marinos, los utilizan para encontrar naves antiguas hundidas o restde naufragios.

Cómo funciona el sónar o ecosonda

El funcionamiento del sónar o ecosonda es sencillo:Un transductor montado en el casco de un barco, envía ondas sonoras, que setransmiten por el agua.Estas ondas siguen una trayectoria rectilínea hasta que chocan con algún objetoque puede ser un submarino, restos de un naufragio o el lecho marino. En esemomento rebotan formando un eco y pasando a llamarse ondas de retorno.El transductor recibe las ondas de retorno y las convierte en señales electicasque forman una imagen en un monitor. En función del tiempo que ha tardado la

onda en rebotar y la velocidad de propagación de las ondas sonoras en el agua(que es conocida), se calcula la distancia a la que la onda ha rebotado, y portanto, la distancia a la que se encuentra un objeto.

http://comofunciona.org/wp-content/uploads/2014/12/C%C3%B3mo-funciona-un-s%C3%B3nar.jpg



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SONAR : https://www.youtube.com/watch?v=Zjd0k76rTQA

Sonar pasivoEl sonar pasivo, como su nombre lo indica, consiste simplemente en escuchar. Lbiólogos marinos utilizan técnicas pasivas de sonar para localizar y estudiar la ven los océanos, usando los sonidos propios de un animal para ayudar a identificDel mismo modo, los barcos y submarinos utilizan el sonar pasivo para localizarbarcos y submarinos y otras amenazas. Debido a que ciertos tipos de motores va frecuencias determinadas, pueden ser identificados a través de un sonar pasivUn objeto metálico, como una llave, que se cae en un submarino, puede serdetectable por sonares pasivos a kilómetros de distancia. Con frecuencia, un buremolcará un sonar pasivo detrás de éste para escuchar con mínima interferencsus propios ruidos.



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SONAR PASIVO: https://www.google.com.co/search?q=sonar+pasivo&espv=2&biw=1600&bih=755&tbm=isch&source=lnms&sa=X=0CAYQ_AUoAWoVChMI9IDyndzQxwIVBSYeCh3D0wuF&dpr=1#imgrc=GcyzKdtAgcXxYM%3A

Sonar activo:El sonar activo implica la transmisión y recepción de ondas de sonido. Un sistemsonar activo envía un pulso de sonido y mide la longitud de tiempo para que serefleje de vuelta. Debido a que la velocidad a la que los sonidos se mueven es mrápida y se mantiene constante, la distancia al objeto se puede calcular rápidamEl sonar activo puede usar un pulso concentrado de sonido en una direcciónespecífica, así que la información acerca de la dirección de un objeto también sepuede conseguir a través de algunas de las aplicaciones de los sonares activosse puede implementar por helicópteros montados en boyas o barcos o sostenidomanualmente.

Una de las principales críticas hacia el sonar activo es su efecto sobre los mamímarinos, como los delfines y las ballenas, que también utilizan el sonar natural psu navegación. Las pruebas del sonar activo de muy baja frecuencia de la Marinlos Estados Unidos, causando daño a la capacidad de un animal para detectar esonido, se han implicado al encallamiento de ballenas. En otros casos, se hasugerido que sus pruebas de sonar han causado que las ballenas salgan a lasuperficie demasiado rápido, lo que las lleva a dolorosas y con frecuencias mortenfermedades por descompresión. La Marina de Estados Unidos aceptó la



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responsabilidad por la muerte de siete ballenas encalladas en las Bahamas en e2000, encontradas con hemorragias inducidas acústicamente alrededor de las oy los ojos después de una prueba de sonar de baja frecuencia en la zona.

SONAR ACTIVO: https://www.google.com.co/search?q=sonar+pasivo&espv=2&biw=1600&bih=755&tbm=isch&source=lnms&sa=X=0CAYQ_AUoAWoVChMI9IDyndzQxwIVBSYeCh3D0wuF&dpr=1#imgrc=GcyzKdtAgcXxYM%3A

4.4. EL RADAR

El radar envía ondas de radio de alta intensidad y frecuencia con

un transmisor.Cuando las ondas fueron enviadas se apaga el transmisor y se enciende elreceptor que espera el eco. De esta manera mide el tiempo en que tarda eleco en llegar y el efecto Doppler, sabiendo la distancia a la que se encuentrael objeto y la velocidad.Los radares que se encuentran en el aire son mucho más precisos que losque están en la tierra, porque no tienen objetos que interfieran en el camino

de lasondas. Los radares de policía buscan solo el efecto Doppler y por tanto



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debenfiltrar todo aquello que no lo es. Además, los radares son usados en variossitios, como la NASA o en actividades militares para detectar al enemigo.Son una tecnología de utilidad y no del todo complicada.

El radar (término derivado del acrónimo inglés radio detection and ranging ,“detección y medición de distancias por radio”) es un sistema queusa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes, direcciones yvelocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos,vehículos motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno. Sufuncionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en elobjetivo y se recibe típicamente en la misma posición del emisor. A partir deeste "eco" se puede extraer gran cantidad de información.

RADAR , FUENTE: http://www.batanga.com/curiosidades/5445/como-funciona-un-radar

5. FOTOGRAMETRÍA DIGITAL

Es una tecnología basada en la medición sobre imágenes digitales, paraconseguir geometrías, radiometría e información semántica de áreas u objetosen 2D y/o 3D.Es la restitución fotogramétrica digital DTM a partir de imágenes satelitales,Fotografías aéreas . Para la generación de ORTOIMAGENES, ya que lainformación gráfica de una Imagen georreferenciada, nos muestra todos los



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detalles planimétricos e innumerables referencias para la correcto y precisoposicionamiento de todos los puntos y elementos de un plano y facilitar lainterpretación de detalles puntuales.

FOTOGRAMETRIA DIGITAL, FUENTE: http://www.digi21.net/Digi3D

6. FUNCIONES DE UN SISTEMA FOTOGRAMETRICO DIGITAL

Para hacer un proceso fotogramétrico digital se requiere preparar y colectarinformación de varias fuentes para que el producto final sea satisfactorio y precisodentro del rango de tolerancia que ofrecen este tipo de tecnologías, el procedimientoincluye:

a) Entrada de datos: adquisición de imágenes en forma directa de cámaradigital o por el proceso de escaneo.

b) Capacidad alta de almacenamiento.c) Sistemas de visualización: mono y estereoscópico.d) Posibilidad de tratamiento de las imágenes.e) Sistemas de medición sobre las imágenes, valores de las coordenadas de

los pixeles y escala de grises.



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f) Identificación de puntos homólogos semi y automáticamente.g) Orientación.h) Restitución.i) Generación de curvas de nivel automática.

j) Generación de modelo digital de elevación.k) Generación de orotofotos y mosaicos.l) Interfaz con SIG y edición.

7. EQUIPOS DE RESTITUCION

Estaciónes fotogramétricas de alta gama las cuales son trabajadas con el software derestitución APSPara chequeos rápidos y trabajos que no requieran mayor agilidad se utilizaequipos muy sencillos pero que permiten dar un vistazo a las características de unterreno.

Cuando se hace trabajos de fotogrametría se emplea básicamente los lentes delos oculares del Estereoscopio, que permiten hacer aumentos de tres a seis vecesmás; y con la Barra de Paralaje con la cual se hacen mediciones, ajustes por relieve,y medición por desplazamientos verticales y horizontales”

Se utiliza Estaciones fotogramétricas computarizadas de alta gama las cuales sontrabajadas con el software de restitución.

Se ha desarrollado software de altas prestaciones como el ArcGis, ArcMap, ArcView, algunos desarrollados por Esri y Autodesk, entre otras importantescompañías, de hecho el mismo sistema Google Earth y Google Maps, están

basados en principios de fotogrametría y cartografía.

EQUIPO DE RESTITUCIÓN, FUENTE: https://www.google.com.co/search?q=equipos+de+restitucion+fotogrametrica&espv=2&biw=1600&bih=755&tbm=isch&imgil=MES3zB5uvTsl3



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8. LA ORTOIMAGEN

La ortoimagen digital es un producto cartográfico ampliamente utilizado, tanto comoelemento complementario de la cartografía tradicional, cuando ésta no estásuficientemente actualizada, como para permitir extraer información distinta a la quees usual encontrar en un mapa topográfico. La precisión geométrica de unaortoimagen es fuertemente dependiente de la calidad del Modelo Digital del Terreno(MDT) y del algoritmo de corrección utilizado. Se comprueba que los resultadosobtenidos trabajando a alta resolución en zonas urbanas con los procedimientosestándar son inapropiados y se sugiere una aproximación distinta que utiliza unmodelo tridimensional de las estructuras existentes y procede a la determinación de

las partes ocultas en cada fotograma, así como al ensamblaje (mosaico) de todaslas ortoimágenes que provienen de las diferentes vistas de un mismo lugar yparticipan en la elaboración de un producto libre de ocultaciones (True ortho).La ortoimagen garantiza una precisión óptima para el resultado que se busca,

Agilizando también los rendimientos para la obtención del producto final y nopermite que se pase por alto ningún detalle planimétrico y de empalme con lossectores ya levantados.

ORTOIMAGEN, FUENTE: https://www.google.com.co/search?q=ORTOIMAGEN&espv=2&biw=1600&bih=799&tbm



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ORTOIMAGEN, FUENTE: https://www.google.com.co/search?q=ORTOIMAGEN&espv=2&biw=1600&bih=799&tbm

9. OTROS TIPOS DE RESTITUCION FOTOGRAMETRICA

La fotogrametría de hoy en día no se limita únicamente a producir las cartografíastemáticas y los modelos de terreno MDT concernientes a localización geográfica,existen otras ramas de la fotogrametría que se adentran en solucionar problemasde restauraciones, espacio público, arquitectura y paisajismo, investigación

judicial, alimentación de sistemas de información geográfica SIG, diseño gráficopublicitario y entre otras aplicaciones curiosamente animación en 3d que vemos conasombro en la cinematografía con efectos especiales. Aunque a veces suenaincreíble relacionar la cartografía y fotogrametría con otras aplicacionesaparentemente sin relación con las ingenierías, realmente las técnicas de fotorestitución han llegado muy lejos al ser combinadas con tecnologías “lidar” queconvierten una simple foto en un segmento de información bidimensional que

posteriormente será tridimensional.



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RESTITUCION FOTOGRAMETRICA, FUENTE: http://www.cpraviles.com/fpblog/fotogrametria.pdf

RESTITUCION FOTOGRAMETRICA, FUENTE: http://www.cpraviles.com/fpblog/fotogrametria.pdf



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RESTITUCION FOTOGRAMÉTRICA, FUENTE: http://www.cpraviles.com/fpblog/fotogrametria.pdf

10. EL MAPA DIGITAL

Poderse ubicar en alguna ciudad o poblado del mundo era todo un desafío, habíaque comprar mapas, preguntarle a la gente e improvisar, hoy en día solamentecon la utilización de dispositivos electrónicos como un Smart pone, una Tablet o uncomputador portátil se logra llegar a cualquier parte con la ayuda del GPS y lasredes de datos que proporcionan Internet, estos dispositivos nos marcanvisualmente o por voz el camino que debemos seguir. Para alcanzar toda estaserie de aplicaciones, tan maravillosas se necesitó investigación, inversión,

desarrollo, todo esto comenzó gracias a los Rusos que se aventuraron a enviar alespacio al Cohete “Sputnik”, este fue un suceso mundial, aún no se sabía lo quese alcanzaría a descubrir gracias a ese intento de conquistar el espacio, derepente nació el GPS, al principio se basó en ondas de radio que eran emitidaspor el satélite y eran captadas por un receptor en tierra, después de exhaustivoscálculos matemáticos para conocer la órbita regular del satélite alrededor de la tierrase descubrió que si el radio receptor en tierra podía conocer la posición del satélite,se podría también calcular la posición del receptor con respecto al satélite a partirdel concepto del efecto “Dopler”, dando inicio al hoy en día famoso GPS (GlobalPositioning System), pasado el tiempo la gigantesca compañía Google integró latecnología GPS con el internet y las imágenes cartográficas de cada país,logrando que ahora sea posible buscar en segundos direcciones, sitios de interés,



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información incluso al otro lado del mundo. Pero para integrar todas estasimágenes, mapas y fotografías al sistema, teniendo en cuenta el área de la tierra ylos diversos lugares que puede haber, obviamente alguien o algo debería captarlas imágenes, algunas de estas se tomaron de hecho a pié, otras con avionestripulados con cámaras especiales y otras con imágenes de satélite.

MAPA DIGITAL, FUENTE: https://youtu.be/zwnR4Fdcigo

Llegar a los confines de la tierra para tomar toda esta serie de imágenes, no

resulta fácil, por eso se diseñó dispositivos como los que se muestran en lasimágenes para lograr lo que antes parecía imposible, el principio de las cámarasque porta este equipo se basa en el sistema “LIDAR” que permite conocer ladistancia que hay entre la cámara y el objetivo mientras gira 360°, de esta manerase logran imágenes referenciadas a un punto base y a un punto en el espaciocaptado con la fotografía, de manera que ahora no tenemos excusa para decir queno podremos llegar a donde queramos ir.



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MAPA DIGITAL, FUENTE: https://youtu.be/zwnR4Fdcigo



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11. CONCLUSIONES

La fotogrametría es una ciencia que se aplica en diferentes áreas comoMedicina, arquitectura, microfotografía, industria para estudiar la forma ydimensiones del objeto.

Debido al desarrollo de nuevas tecnologías en la ciencia de fotogrametría, se hafacilitado y resumido el trabajo en laboratorio, reduciendo el tiempo y el costo deprocedimientos utilizados en técnicas anteriores.

A raíz de la cantidad de mecanismos que han sido inventados con el fin depoder interpretar fotografías aéreas para poder trazar mapas, con los detallesde las fotografías esto se vuelve algo fácil de observar y de analizar, quepueden ser descartados si su información no es necesaria, el ojo humano

juega un papel importante en la realización de mapas, de ellos aun dependenlos equipos de restitución fotogramétrica.

11. BIBLIOGRAFIA

DEAGOSTINI ROUTIN, DANIEL. Introducción a la Fotogrametría.Centro Interamericano de Fotointerpretación. Ministerio de ObrasPúblicas y Transporte. Bogotá, Colombia. 1984.

Extraído de Internet, Online, consultado el 21 de Febrero de 2015 en: http://www.topoequipos.com/topoequipos2.0/fotogrametraa-digital/fotogrametría-digital, Félix Pinto Rodríguez Ingeniero TopográficoUDFJDC, Colombia.

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