2. Remote Sensing

Elaborado por Susanne Griem-Klee 2.1 Teledeteccin 2.1.1 Introduccin 2.1.2 Interaccin entre luz y materia 2.1.3 Efecto tridimensional y instrumentos para lograrlo 2.1.4 Tipos de cmaras y rollos 2.1.5 Rollo: composicin y revelado, tipos 2.1.6 Tipos de fotos areas y sus caractersticas 2.1.7 Orientacin de fotos areas bajo el estereoscopio de espejos 2.1.8 Evaluacin cualitativa de fotos areas 2.1.8.1 Informaciones litolgicas 2.1.8.2 Informaciones estructurales

archivo:Fotaer03.doc

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2.1 Teledeteccin 2.1.1 Introduccin Remote sensing inici con las fotos areas, que todava son las imgenes ms comunes y aplicadas en remote sensing. El conocimiento de las tcnicas de interpretacin es la base para comprender los otros tipos de imgenes de remote sensing. Las fotos areas se emplean por ejemplo en un levantamiento geolgico, en la exploracin geolgica, en la confeccin de los mapas topogrficos, en proyectos de ingeniera, en estudios de proteccin de suelos y la planificacin urbanista. Entre 1970 y 1980 la interpretacin geolgica de fotos areas result en el descubrimiento de varios depsitos petrolferos en Indonesia. 2.1.2 Interaccin entre luz y materia Las fotos areas detectan la luz reflejada por la materia de la superficie terrestre. La porcin de luz no reflejada es transmitida y/o absorbida por la materia. La energa como la reflejada por la materia se relaciona con la energa o la luz incidente por medio del cociente energa reflejada/energia incidente llamado 'albedo'. Las superficies oscuras son de albedo bajo, las superficies claras son de albedo alto. Pasando por la atmsfera la luz puede ser dispersada como resultado de su interaccin con gases y partculas de la atmsfera. El fenmeno de la dispersin afecta intensamente las fotos areas. Se distingue dos procesos: la dispersin atmosfrica selectiva y no selectiva. En la dispersin atmosfrica selectiva las longitudes de onda relativamente cortas correspondientes a la energa ultravioleta y a la luz azul son dispersadas ms fuertemente en comparacin con las longitudes de onda mayores correspondientes a la luz roja y a la energa infrarroja debido a gases como nitrgeno, oxgeno y dixido de carbn. La dispersin selectiva de la luz azul causa el color celeste del cielo. Al amanecer y oscurecerse la luz pasa casi horizontalmente por la atmsfera, que dispersa las longitudes de onda correspondientes a los colores azul y verde y que deja pasar slo las longitudes de onda correspondientes al color rojo, de tal modo colorando el cielo en color rojo. En la dispersin no selectiva todas las longitudes de onda son dispersadas en la misma intensidad. La dispersin no selectiva se debe a polvos, nubes y neblina constituyndose de partculas de dimetros mayores a las longitudes de onda de luz. Las nubes y la neblina son arosoles de gotas muy finas de agua de apariencia blanca debido a la dispersin no selectiva de la luz. Generalmente en la atmsfera los dos tipos de dispersin afectan la luz. (diagrama dispersin relativa en funcin de la longitud de onda) La atmsfera dispersa las longitudes de onda correspondientes a la regin ultravioleta y a la luz azul dos veces ms intensamente en comparacin a la luz roja. La luz dispersada por la atmsfera no contiene informacin acerca del terreno. Incluso la luz dispersada reduce la relacin de contraste de la escena y en consecuencia la resolucin espacial y la capacidad de deteccin de la foto. Por medio del filtrado de las longitudes de ondas ms cortas selectivamente dispersadas antes de alcanzar el rollo se reduce los efectos de la dispersin atmosfrica (Fig.1). 2.1.3 Efecto tridimensional e instrumentos para lograrlo Para lograr un efecto tridimensional en la observacin de un par de fotos areas se debe vencer la acoplacin vegetativa entre la convergencia y la acomodacin de las lentes oculares de la manera siguiente:

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Observar con un ngulo de convergencia, que tiende a cero o es decir con los ejes visuales aproximadamente paralelos entre s.

Acomodar los ojos a la observacin de un objeto cercano. Instrumentos, que apoyan la superacin de la ligadura vegetativa entre la convergencia y la acomodacin de los lentes oculares son: 1. Lentes anaglficas 2. Estereoscopio de lentes 3. Estereoscopio de espejos 1. Lentes anaglficas El encuadre, que se repite en las dos fotos areas consecutivas se imprime en color rojo y en color azul-verde, un encuadre de foto sobre el otro y desemplazando la impresin en color rojo algunos milmetros hacia la derecha. Esta llamativa imagen anaglfica se observa con las lentes anglficas, que se constituyen de un filtro rojo correspondiente al ojo izquierdo y un filtro azul-verde correspondiente al ojo derecho. De tal modo se filtra la impresin en color rojo para el ojo izquierdo (captando la impresin en color azul-verde) y la impresin en color azul-verde para el ojo derecho (que capta la impresin en color rojo). Las dos impresiones filtradas se complementan formando una impresin en blanco-negro. Los ojos reciben dos imgenes en blanco-negro desplazada entre s, que estn unidas por el celebro en un modelo estereotpico o tridimensional respectivamente. Como las imgenes estn impresas una sobre el otro y con un desplazamiento pequeo entre s, se observa las imgenes desde una distancia relativamente corta y con los ojos acomodados a esta misma distancia o es decir no se debe superar la ligadura vegetativa entre convergencia y acomodacin de las lentes oculares. 2. Estereoscopio de lentes En el estereoscopio de lentes las lentes se encargan de la acomodacin de los ojos para la observacin de un objeto cercano. El estereoscopio de lentes del bolsillo se compone de dos lentes de aumento 2 o 3 veces puestas en la distancia promedio interpupilar de 6,5 cm en un arco, que est conectado con un soporte abatible de dos pies. El estereoscopio se coloca en la distancia focal de las lentes encima de un par de fotos areas alineadas y de cierta distancia entre s. Debido a la distancia fija de 6,5 cm entre las dos lentes solamente se puede observar encuadres de imagen de este mismo ancho en forma tridimensional. El estereoscopio de arco es una variacin del estereoscpico de lentes, en que la distancia entre las dos lentes es variable y ajustable a la distancia individual de cada observador; adems se puede desplazar el par de lentes a lo largo del arco para observar continuamente varios pares de fotos areas. La ventaja del estereoscopio de lentes es su manejabilidad, sus desventajas son el ancho de encuadre visible tridimensionalmente limitado a 6,5cm y su distorsin ptica hacia los mrgenes del encuadre, que se opone a una interpretacin cuantitativa. 3. Estereoscopio de espejo El estereoscopio de espejos se constituye de un sistema de dos lentes, de dos prismas reflectores y de dos espejos relativamente grandes (Fig. 2). Las lentes estn alineadas en una distancia de 6,5 cm entre s a lo largo de un arco, cuyo soporte lleva los dos espejos y los dos prismas reflectores estn alineados a lo largo del eje ptico debajo de las lentes. Los espejos y los prismas estn alineados en diagonal en la direccin visual formando un ngulo de 45 entre s. De tal modo se obtiene la proyeccin de un encuadre de dos fotos areas, cuyo ancho es mayor que la distancia entre las lentes o entre los ojos del observador entre s (mayor de 6,5 cm). Las lentes del estereoscopio son planoconvexas y corrigen la distancia de imagen mayor

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de 6,5 cm obtenida por el desvo, que corren los rayos de luz siendo reflejados por los espejos y pasando por los prismas. Adems el estereoscopio de espejos est equipado con lupas binoculares, normalmente de aumento 6 o 8 veces.

2.1.4 Tipos de cmaras y rollos Para la denominacin de tipo de cmara fotogramtrica se nombra la distancia focal del objetivo en cm y el tamao del rollo expuesto expresado en ancho del negativo en cm. Una cmara fotogramtrica de ngulo normal con objetivo de distancia focal f = 305mm y una

cajita de rollo del tamao 2323 cm se denomina: 30/23. Una cmara fotogramtrica de gran ngulo con objetivo de distancia focal f = 153mm y una

cajita de rollo del mismo tamao 2323 cm se denomina: 15/23. Una cmara fotogramtrica de ngulo estrecho con objetivo de distancia focal f = 610mm y una

cajita de rollo del mismo tamao 2323 cm se denomina: 61/23.

Los tamaos comunes de la cajita del rollo son 2323 cm y 1818 cm para fotos areas y 66 cm para fotos de satlite. Segn el nmero de objetivos se distinguen los sistemas fotogrficos mono-espectrales y multi-espectrales. Los sistemas mono-espectrales emplean un solo objetivo y graban la informacin de un solo intervalo de longitud de onda. Los sistemas multi-espectrales estn equipados con una cmara con varios objetivos o con varias cmaras: A partir de la cmara equipada con varios objetivos se puede recibir impresiones de la misma imagen en diversas bandas espectrales. El sistema de varias cmaras permite la obtencin simultnea de distintas fotografas del mismo encuadre del terreno RMK es la abreviatura para el trmino alemn Reihenmesskamera lo que denomina una cmara mtrica diseada por la empresa Zeiss con un formato de 23 x 23cm que proporciona fotos areas de gran precisin y de elevada cobertura. LFC (Large Format Camera) designa una cmara de gran formato (23 x 46cm) diseada por la empresa ITEK. MFK-6 es una cmara multiespectral de origen sovitico equipada con 6 objetivos que cubren 6 bandas del espectro desde el azul del espectro visible hasta el infrarrojo cercano.

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2.1.5 Rollo: composicin, revelado, tipos Composicin del rollo y revelado El rollo fotogrfico se constituye de una base transparente flexible cubierta con una pelcula

compuesta de una emulsin sensible a la luz y de un espesor aproximado de 100m. La emulsin se compone de una suspensin de gelatina solidificada de granos de halogenuro de plata (=silver halide) con dimetros igual y menor a unos pocos micrmetros. Debido a su precipitacin rpida los granos son irregulares y tienen superficies imperfectas. La exposicin fotogrfica se refiere a la reaccin fotoqumica entre los fotones de luz incidentes en los granos de halogenuro de plata de la emulsin. Cuando un foton choca con uno de los granos un electrn de un cristal de halogenuro de plata recibe suficiente energa para moverse libremente y en consecuencia puede ser atrapado en una de las imperfecciones del grano. En combinacin con un in de plata, que carece un electrn, el electrn atrapado puede convertir el in de plata en un tomo de plata. Un solo tomo de plata no puede existir mucho tiempo. Solo si se liberan dos electrones en un intervalo de un segundo, una combinacin estable de tomos de plata se formar en la imperfeccin del grano. Por consiguiente un requisito para el xito del mtodo fotogrfico es la adquisicin de ms de un foton por el grano de halogenuro de plata dentro de un intervalo de tiempo corto. Si un solo foton podra causar la formacin de tomos estables de plata los fotones randomizados (ocasionales) generados por la vibracin inica convertira pronto todos los granos en plata. Antes del revelado los granos expuestos y no expuestos de halogenuro de plata no se distinguen en su apariencia, es decir en esta fase el rollo contiene una imagen latente. El revelado es el proceso qumico de transformar la imagen latente en una imagen real convirtiendo los granos expuestos de halogenuro de plata en granos opacos de plata. El rollo se emerge en el revelador siendo una solucin acuosa con un agente reductor que no interacta con los granos no expuestos de halogenuro de plata. Por el proceso de reduccin el grano entero se convierte en plata metlica. El prximo proceso es la fijacin, la cual remueve los granos no expuestos dejando reas claras en su lugar de la emulsin. Terminado la fijacin se obtiene el rollo negativo, donde los objetos claros aparecen en tonos oscuros y objetos oscuros aparecen en tonos claros. Cuando se imprime el rollo en papel fotogrfico, las imgenes negativas son revertidas. Por consiguiente en la foto los objetos claros aparecen en tonos claros y los objetos oscuros llevan tonos oscuros en la foto. Las ventajas de las fotos areas son las siguientes:

La ampliacin enormemente grande: Unos pocos fotones absorbidos en un grano de

halogenuro de plata de un volumen de 1m3 producir mas de 1010 tomos de plata revelados, lo cual significa una ampliacin de ms de 109 veces.

Los rollos pueden grabar grandes cantidades de informaciones: Cada grano fuese expuesto o no expuesto guarda una informacin acerca de la escena, de la cual se ha

tomado la foto. Un trozo de rollo de 6,5cm2 lleva ms de 150 106 granos. Alto poder de resolucin Se puede llevar algunos estereoscopios de dimensiones pequeas al terreno. Uso sencillo. Bajos costos.

Las desventajas de las fotos areas consisten en los aspectos siguientes:

Los rollos estn limitados a un intervalo de longitudes de onda de 0,3 a 0,9m. Los efectos del clima, de las condiciones de iluminacin y atmosfricas influyen la

calidad de las fotos. La informacin se graba en un formato no digital. Para poder procesarla con programas

de computacin las fotos tienen que ser convertidas a un formato digital.

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Los tipos de rollos y sus caractersticas se compilan en lo siguiente: 1. Rollos en blanco-negro En general para la produccin de fotos areas en blanco-negro se emplean los rollos

pancromticos de un intervalo de sensibilidad de = 0,36 a 0,72m caracterizados por un intervalo de rojo ms amplio en comparacin con los rollos pancromticos comunes. Estos rollos registran la luz reflejada por los objetos y la graban como un tono acromtico (tono de gris), pero no pueden distinguir los diferentes intervalos de longitud de onda correspondientes a las reflexiones. 2. Rollos infrarrojos en blanco-negro Los rollos infrarrojos en blanco-negro suministran ms informaciones con respecto al poder reflectante de los objetos en el intervalo infrarrojo, puesto que ellos son sensibles para un

intervalo de s mayor en comparacin con los rollos pancromticos. Su intervalo de se

extiende ms hacia las longitudes de ondas mayores, aproximadamente hasta = 0,9m.

En combinacin con filtros amarillo, rojo claro y rojo oscuro, que no dejan pasar las menores a 0,5 a 0,58 o 0,68 m respectivamente, se puede destacar la informacin correspondiente a la regin infrarroja inherente en ellos. El uso de los rollos infrarrojos en blanco-negro puede resultar en un aumento de la 'visibilidad' y del registro de informacin en un 30% en comparacin con el uso de los rollos en blanco-negro comunes, puesto que la porcin roja y infrarroja del espectro electromagntico est menos afectada por la dispersin que la porcin azul. La porcin infrarroja reflejada entrega informaciones acerca del contenido en agua en el material constituyendo la superficie terrestre. Debido a que el agua absorbe una gran parte de la radiacin solar infrarroja, los lagos, ros, ocanos y otras reas hmedas se aprecian por tonos oscuros a negro en las fotos areas infrarrojas, mientras que las reas secas aparecen en tonos ms claros. Comparando las fotos areas en blanco-negro con las infrarrojas en blanco-negro se puede distinguir bien las reas cubiertas por vegetacin y sin vegetacin. En las fotos en blanco-negro las reas cubiertas por vegetacin aparecen ms oscuras, en las fotos infrarrojas en blanco-negro las mismas reas aparecen en tonos ms claros en comparacin con las reas sin vegetacin. 3. Rollos en colores Los rollos en colores se caracterizan por su capacidad de resolucin menor en comparacin con los rollos en blanco-negro, por un contenido ms alto en informaciones (tonos, intensidad de colores), que puede

aumentar la exactitud de la evaluacin de las fotos hasta 20%. Usualmente se utilizan los rollos en colores para la interpretacin de las fotos areas de gran escala. Se distingue los siguientes tipos de rollos en colores

3.1. Rollos negativos en colores

El uso de los rollos negativos en colores es universal, se puede confeccionar las fotos en colores y en blanco-negro, adems los diapositivos. En la confeccin de los rollos el ajuste cromtico es problemtico. Los tonos de los colores en las copias del mismo negativo confeccionadas en distintos laboratorios casi nunca coinciden. Por consiguiente el color y la tonalidad no son criterios cuantitativos en la interpretacin.

3.2. Rollos en colores reversibles

Se los utilizan para obtener diapositivos. Su poder de resolucin y su sensibilidad son mayores en comparacin con los de los rollos negativos en colores, pero menores a los de los rollos en blanco-negro.

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3.3. Rollos infrarrojos en colores

Los rollos infrarrojos en colores son sensibles para las s del intervalo 0,5m - 0,9m. Suprimiendo la informacin del color azul, se puede asignar un color a la informacin infrarroja (aprox. 0,72 - 0,9m) como sigue: Se suprime el azul con un filtro amarillo El verde aparece en azul El rojo aparece en verde El infrarrojo aparece en rojo. Por consiguiente los colores de las fotos no son los colores reales de los objetos. Por tal razn se denominan los rollos infrarrojos tambin rollos de colores falsos. Eliminando por filtracin los colores azules y ampliando la sensibilidad en el espectro infrarrojo, se logra una mayor penetracin a travs de las capas brumosas de la atmsfera. Esta caracterstica de los rollos infrarrojos en colores se aprovecha en los vuelos de gran altura. Para la evaluacin geolgica se asume lo siguiente: Los tipos de vegetacin y su distribucin reflejan caractersticas edafolgicas (de los suelos), geolgicas y estructurales. La distribucin de la vegetacin est relacionada con los rasgos geolgicos y por consiguiente permite una interpretacin geolgica. Atencin: no siempre es as! Las variaciones de humedad del suelo permiten sacar conclusiones acerca del subsuelo. En posicin muy baja del sol se acentan los rasgos morfolgicos (los relieves) debido a la dispersin selectiva de la luz azul de tal modo proyectando largas sombras intensamente negras. Es apropiado para los estudios de reas glaciares y de morenas. Se debera seleccionar el tipo de rollo apropiado para un estudio en base de sus objetivos y en base de las caractersticas del rea de estudio.

Tabla: Contenido de informacin de los varios rollos con respecto a distintos aspectos de investigacin.

Aspectos de investigacin Contenido de informaciones utilizando un rollo

en blanco-negro en colores infrarrojo en colores

General

Penetracin por sombra 2 1 3

Acentuacin de sombra 2 3 1

Penetracin por neblina 2 3 1

Vegetacin

Reconocimiento de especies 3 2 1

Estado de salud 3 2 1

Mapeo 3 2 1

Suelos y rocas

Topografa 2 1 1

Redes de drenaje 3 2 1

Contenido de humedad 3 2 1

Mapeo de suelos 2 1 2

Suelos perturbados 3 2 1

Zonas de fallas 3 2 1

Identificacin de afloramientos 3 2 1

Agua

Penetracin 2 1 3

Contaminacin 3 2 1

Nieve y hielo

Profundidad y/o espesor 2 3 1

Acumulacin de agua de deshielo 2 3 1

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Clave para la tabla anterior: 1 = alto contenido de informacin. 2 = contenido de informacin moderado.

3 = bajo contenido de informacin. 2.1.6 Tipos de fotos areas y sus caractersticas Tipos de fotos areas son: Fotos areas verticales - El eje ptico de la cmara esta en posicin vertical respecto a la superficie de la tierra. Se las emplean en la restitucin topogrfica y en estudios temticos muy variados como por ejemplo en los estudios geolgicos. Fotos areas oblicuas bajas - El eje ptico de la cmara forma un ngulo de 15 a 30 con la vertical respecto a la superficie de la tierra. Fotos areas oblicuas altas - El eje ptico de la cmara forma un ngulo de 60 o ms grande con la vertical respecto a la superficie de la tierra. Las fotos areas oblicuas tienen principalmente fines estticos, pero tambin pueden apoyar estudios cientficos como por ejemplo un estudio del relieve de un terreno o un estudio de los asentamientos humanos. Segn la altura de observacin se distinguen entre las fotos areas y espaciales. Las fotos areas tomadas desde alturas menores se aprecian por su mejor resolucin espacial y su nitidez, las fotos espaciales poseen una mayor cobertura del terreno y una mejor precisin geomtrica. Recubrimiento longitudinal: cada foto traslape el 60% del rea cubierta por la toma anterior. Recubrimiento transversal: en cada lnea de vuelo el rea fotografiada traslapa lateralmente el 25% a 30% de la banda cubierta en la lnea de vuelo anterior. La geometra de la foto area se describe por la proyeccin cnica. Las caractersticas de la proyeccin cnica son las siguientes: Los puntos del terreno se proyectan por medio de una lnea recta sobre el rollo. El punto de interseccin de estas lneas es el centro de perspectiva y coincide con el centro ptico del objetivo. En tomas verticales el punto central de la foto coincide con el nadir del terreno. Debido al recubrimiento longitudinal de 60% cada foto vertical contiene su propio punto central y los puntos centrales de las dos fotos vecinas. Marcando los dos puntos centrales de las dos fotos vecinas en la foto en cuestin y uniendo los tres puntos centrales por una lnea se halla la trayectoria del vuelo. La aerobase es la lnea, que une los nadires del terreno de tres fotos consecutivas. La fotobase se refiere a la lnea, que une los centros de fotos vecinos. La aerobase y la fotobase coinciden slo en fotos perfectamente verticales. Nadir El nadir es el punto del terreno, que sobrevuela el avin en el momento de la exposicin. En las fotos verticales el nadir coincide con el centro de la foto. Lnea base o aerobase La lnea base es la lnea, que une los nadires del terreno. Lnea base de la foto o fotobase La lnea base de la foto es la lnea, que une los centros de fotos contiguas. En las fotos verticales la lnea base coincide con la lneabase de la foto (aerobase = fotobase).

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Distorsin radial En la proyeccin cnica los rayos que unen los puntos del terreno con los puntos de la foto cruzan puntos superpuestos (uno encima del otro) con ngulos diferentes. En consecuencia en la proyeccin horizontal de la foto estos puntos estn alineados sobre una lnea radial, que parte del centro de la foto. Las proyecciones de los puntos objetos de diferentes cotas, ubicados en el mismo lugar como el pie y el tope de un rbol por ejemplo son desplazados en direcciones opuestas a lo largo de lneas radiales. Si los puntos tienen cotas mayores a aquella del nadir, sus proyecciones se desplazan hacia la periferia de la foto, si los puntos tienen cotas menores a aquella del nadir sus proyecciones se desplazan hacia el centro de la foto. La dimensin de la distorsin radial depende de las diferencias en la altura de los puntos proyectados. El desplazamiento se aumenta desde el centro hacia la periferia de la foto. Los efectos del desplazamiento son los siguientes:

Lneas verticales como torres y superficies inclinadas como paredes de canteras, superficies de fallas verticales parecen inclinadas hacia la periferia de la foto.

La distancia horizontal entre puntos de distintas cotas se falsea. Las relaciones angulares entre puntos de distintas cotas se distorsionan.

Escala M = f/(H-h) donde M=escala, f=distancia focal de la cmara en [mm], [cm], [m], (H-h)=altitud de vuelo respecto a la superficie del terreno en [mm], [cm], [m]. Exageracin vertical En las imgenes estereoscpicas, el relieve parece exagerado. Cuantitativamente se expresa la exageracin vertical por el factor de exageracin V:

V = aBds/(fHE) donde a=factor de proporcionalidad B=aerobase (lnea, que une los nadires del terreno) d=distancia foto - ojo s=distancia foto - foto f= distancia focal de la cmara H=altura de vuelo E=distancia entre los ojos del observador. Excepto de la aerobase y de la altura del vuelo para un vuelo y un observador todos los dems factores son constantes. Cada observador debe determinar su factor de exageracin individual. Generalmente el factor de exageracin varia entre 2,5 - 3,5.

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2.1.7 Orientacin de fotos areas bajo el estereoscopio de espejos La orientacin correcta de un par de fotos areas bajo el estereoscopio de espejos se realiza de la manera siguiente: 1. Para la comprobacin del paralismo entre la lnea del vuelo y la lnea de unin interpupilar se determina el centro del par de fotos areas a evaluar, trazando una lnea de unin entre las marcas de encuadre superior e inferior y derecha e izquierda. La interseccin de ambas lneas es el centro de la foto area. Se marca los centros M1 y M2 as obtenidos con un alfiler o una cruz a lpiz con punta fina. 2. Se transfiere el centro de la foto1 (M1) a la foto2 y el centro de la foto2 (M2) a la foto1. Se marca los centros M1' y M2' transferidos con un alfiler o una cruz. La lnea de unin entre M1 y M2' y entre M2 y M1' es la lnea de unin de los centros, es decir la lnea base de la foto y corresponde al recorrido del vuelo. 3. Se prolonga la lnea de unin entre los dos centros hacia ambos lados hasta el borde exterior de la foto. Se marca los puntos de interseccin de la lnea central con los bordes de la foto. 4. Se orienta las fotos de tal manera que las lneas de base de ambas fotos queden sobre una recta, es decir que los cuatro centros M1, M2, M1' y M2' se encuentran sobre esta lnea recta. 5. Se ubica puntos equivalentes de ambas fotos a la distancia correcta entre s. 6. Se orienta el par de fotos areas bajo el estereoscopio de espejos de tal manera que las lneas de base de las dos fotos y las lneas de unin entre los centros de las lentes del estereoscopio queden en un plano.

2.1.8 Evaluacin cualitativa de fotos areas De las fotos areas se puede obtener las informaciones geolgicas siguientes:

Informaciones litolgicas: distribucin de diversos tipos de rocas. Informaciones estructurales: p.ej. relaciones de yacencia, plegamientos, fallas, fracturas,

diaclasamiento. La evaluacin fotogeolgica se puede realizar a travs de: una identificacin directa de afloramientos y estructuras geolgicas, p.ej. conos volcnicos, corrientes de lava, mdulas, escombres de faldas, terrazas aluviales. una identificacin indirecta por medio de la interpretacin de elementos ajenos a la geologa como son los tonos de gris, textura de los tonos, la morfologa, la red hidrogrfica, el tipo de la distribucin de la vegetacin.

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Tonos grises El tono de un objeto depende de la cantidad de luz del espectro visible, que el objeto refleja. Tonos grises pueden ser claros, oscuros, negruzcos y otros trminos similares. Textura Textura se refiere a las variaciones en la intensidad del tono de gris o es decir a las variaciones de tonos claros y oscuros de gris, que solamente se aprecian en escalas grandes observando las fotos areas con ms detalle (con un aumento de 6x o 8x p.ej.). Algunos trminos descriptivos para la textura son los siguientes: gruesa, fina, rayada, manchada o se la compara con tramas de textiles. Factores geolgicos determinantes del tono y de la textura son los siguientes: 1. Color de las rocas: Granito fresco de tonos ms claros como basalto; diques aplticos de tonos ms claros como filitas o gneises encajantes en un terreno metamrfico. Tenga en cuenta que las rocas meteorizadas presentan colores diferentes a los de sus equivalentes frescos. 2. Estructura superficial de las rocas: Superficies lisas, densas, regulares de tonos claros y uniformes; rocas de grano grueso, de superficie rugosa de tonos ms oscuros. Tenga en cuenta que las rocas meteorizadas y tectonizadas presentan superficies diferentes a las de sus equivalentes frescos. Factores determinantes del tono y de la textura, que dependen del objeto fotografiado, son los siguientes: 1. Suelos: Color y textura de los suelos determinan tono y textura del gris; en el caso de suelos residuales se pueden sacar conclusiones sobre el tipo de roca original. Tenga en cuenta que los tipos de suelo tambin dependen del clima, de la topografa, de la humedad, de la vegetacin y de otros factores ms. 2. Humedad: Areas hmedas de tonos ms oscuros, reas ridas de tonos ms claros; las diferencias de humedad pueden dar informaciones sobre diversos tipos de rocas y suelos, pues la humedad depende de la porosidad, que a su vez depende de la litologa. Tenga en cuenta que la humedad depende directamente del clima. 3. Vegetacin: color y tipo de sombra de la vegetacin influyen en el tono y la textura del gris; distribucin y tipo de vegetacin a menudo pueden indicar el tipo de suelo y las estructuras geolgicas bajo la cubierta vegetal. Tenga en cuenta que depende del clima y de influencias antropgenas y de otros factores ms. Factores independientes del objeto fotografiado que determinan tono y textura son: 1. Exposicin solar 2. Factores fotogrficos (sensibilidad del rollo, filtros, revelado) Textura de gris visible a escala mayor: Se refiere al mosaico (regular o irregular) de tonos similares, que constituyen superficies grises continuas. El mosaico regular puede indicar:

diferencias primarias de color en la superficie o en la textura de las rocas, diferencias de humedad,

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diferencias litolgicas primarias, como la distribucin de diferentes tipos de sedimentos o como la estratificacin,

superficies disruptivas como fallas y fracturas. El mosaico de vegetacin debido al tipo y a la densidad de la vegetacin permite reconocer diferencias en el tipo de la vegetacin y su distribucin. El mosaico en bloques indica la presencia de reas de litologa uniforme. Alineaciones de la vegetacin pueden originarse en diferentes tipos de rocas aflorando en forma de franjas como p.ej. alternancias de rocas sedimentarias buzantes, y en fallas o en sistemas de fallas. La red hidrogrfica depende directamente de la litologa y de la estructura del rea de estudio. La red hidrogrfica se caracteriza en base de las direcciones, las ramificaciones, la densidad de los ros, quebradas y otros cursos de agua. Se distinguen los siguientes tipos principales de redes hidrogrficas (vase figuras): 1. Red dendrtica Indica un subsuelo homogneo. Se desarrolla - en sedimentos sueltos con superficies homogneas como arena, limo y arcilla, - en rocas cristalinas y metamrficas, que no son afectadas zonas de fallas, - en rocas sedimentarias horizontales o poco inclinadas, no fracturadas o diaclasadas

- en rocas masivos, resistentes con respecto a la erosin en regiones ridas como p.ej. cuarcitas, areniscas, conglomerados.

La densidad de los cursos de agua de una red dendrtica depende de las precipitaciones y del escurrimiento (infiltracin). Una red dendrtica fina se desarrolla en un subsuelo relativamente impermeable y poco resistente con respecto a la erosin (en arcillas, arenas finas, margas, tufitas p. ej.). Una red dendrtica gruesa se desarrolla en areniscas de grano grueso, de alta permeabilidad, en rocas intrusivas de grano grueso no o solo ligeramente fracturadas, en regiones hmedas en carbonatos y dolomitas, donde agua crstica infiltra el subsuelo. 2. Red rectangular Puede reflejar sistemas de fracturas perpendiculares entre s en las rocas subyacentes. Se desarrolla en reas de rocas cristalinas disectadas por un sistema de fracturas ortogonal, en altiplanicies cubiertas de rocas sedimentarias +/- horizontales, en dimensiones pequeas en areniscas diaclasadas en zonas ridas o semiridas. 3. Red de enrejado Puede indicar una alternancia de estratos subyacentes de rocas resistentes y no resistentes a la erosin. 4. Red radial Se desarrolla en terrenos altos (red de afluentes centrfuga) o bajos (red de afluentes centrpeta) de forma circular o eclptica como conos volcnicos, intrusivos granticos, domos de sal, anticlinales, sinclinales.

5. Anomalas en la red de drenaje Cuando la forma, densidad o direccin de los cursos de agua o el ancho, la profundidad o las caractersticas de las terrazas de un valle varan con respecto al esquema general del rea de estudio se habla de anomalas en la red de drenaje. Ejemplos de algunas anomalas son:

- un recorrido rectilneo de secciones de los cursos de agua puede indicar fallas, diaclasas, fracturas o cambios en la dureza de las rocas, - un cambio brusco en la densidad de la red de drenaje puede indicar un cambio brusco de la litologa, - cambios repentinos en las caractersticas de los valles pueden indicar un cambio litolgico o tectnico o un limite entre dos reas de historia epirogentica distinta, - la distribucin rectilnea de vertientes y sumergidos naturales puede indicar cambios litolgicos en contactos de rocas sedimentarias, fallas o zonas de fracturamiento.

Ningn drenaje superficial existe en sedimentos sueltos de grano grueso como en arenas gruesas o en gravas, que forman terrazas fluviales, sedimentos (fluvio-)glaciales o elicos. Otros patrones de drenaje son los siguientes: Meandros Anulares Yazoo Abanicos Paralelos y subparalelos Anastomosados Reticulares Contorsionados

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El relieve depende entre otros factores de la geologa. Directamente se puede identificar p.ej. dunas, escombros de falda, terrazas aluviales, morrenas, morfologa producida por erosin glaciar, deslizamiento y desprendimiento de terreno inestable, dolinas, conos volcnicos, corrientes de lavas. Indirectamente se puede identificar estructuras formadas por la erosin diferencial como p.ej.: - conos volcnicos erosionados con ncleo ms resistente a la erosin, que cumbre en forma de cpula como cuello volcnico; - diques sobresalientes o hundidos dependientes de su resistencia relativa a la erosin con respecto a las rocas encajantes; - rocas sedimentarias resistentes a la erosin y sobresalientes en forma de lomas; - complejos intrusivos; - aureolas de contacto, que pueden presentar zonas ms resistentes a la erosin; - estructuras plegadas y fallas. Las figuras ilustran algunos ejemplos de la relacin entre morfologa y geologa. Informacin geolgica, que se puede obtener a partir de fotos areas, depende de los factores siguientes: Factores geolgicos: Las rocas sedimentarias suministran la mayor cantidad de informacin: estratificacin indica cambio litolgico y distinta resistencia frente a la erosin. Menos adecuados para un estudio fotogeolgico son las rocas gneas por su comportamiento relativamente uniforme frente a la erosin, las rocas metamrficas por su gran homogeneidad y reas cubiertas por sedimentos sueltos. Factores climticos: Zonas ridas y semiridas son bien adecuadas para un estudio fotogeolgico por la frecuencia alta de afloramientos, por la poca vegetacin y la poca profundidad de meteorizacin. Adems la vegetacin responde con exactitud a la oferta de nutrientes, que depende de la litologa o de la capa de rocas meteorizadas, que cubre las rocas subyacentes. Zonas tropicales o de clima templado son menos adecuados para un estudio fotogeolgico por su meteorizacin muy profunda y su capa de vegetacin cerrada. Adems la meteorizacin qumica homogeneiza el suelo de tal manera que la vegetacin rara vez responde a las caractersticas de las rocas subyacentes. Zonas de nieve y glaciares son menos adecuadas por un estudio fotogeolgico por la capa de nieve, que cubre la morfologa del terreno. Grado de madurez del rea de estudio: Madurez se refiere al efecto de la erosin en un rea. Un rea afectada intensamente por la erosin muestra un relieve relativamente plano, poco destacado, un rea poco afectada por la erosin es de un relieve abrupto y fuertemente disectado. Regiones de relieve inmaduro con morfologa disectada proporcionan mayor cantidad y mejor calidad de informacin geolgica que las regiones maduras como los peneplanicies. Escala de la foto: Escala pequea = pocos detalles, visin global, Escala grande = muchos detalles, visin detallada. Calidad de la foto:

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Depende de la absorcin y dispersin de la atmsfera en el momento de la exposicin, de las caractersticas del rollo, de la calidad del revelado. Otras informaciones disponibles como antecedentes geolgicos del rea de estudio y la experiencia geolgica del interprete facilitan la interpretacin de las fotos areas. Informaciones geolgicas detalladas, que se puede obtener a partir de fotos areas Informaciones litolgicas Informaciones estructurales Informaciones litolgicas (tambin vase 2.1.8.1) Sedimentos sueltos Con frecuencia falta el drenaje superficial, los relieves son acumulativos como por ejemplo dunas, morrenas, terrazas, escombras de faldas, depsitos de deltas. Rocas sedimentarias Tono oscuro = grano fino claro = grano grueso ocasionalmente irregular, con textura Mosaico bandeamiento claro-oscuro paralelo a los estratos = estratificacin uniforme = rocas masivas Esquema de diaclasamiento En general direccin y ngulos de interseccin de diaclasa son constantes en reas extensas. Rocas de grano fino = diaclasas formando un enrejado fino. Rocas de grano grueso = diaclasas distintas entre s, enrejado amplio. Drenaje rocas de grano fino = red hidrogrfica tupida, rocas de grano grueso = red hidrogrfica espaciada. Rocas arcillosas Tono de gris mediano; drenaje: red hidrogrfica tupida, dendrtica fina; vegetacin densa en reas de clima hmedo; morfologa: relieve suave en reas de clima hmedo, relieve abrupto en reas de clima rido. Alternancia de arcillolitas con areniscas o calizas Mosaico bandeamiento claro-oscuro paralelo a los estratos. Drenaje angular, red hidrogrfica paralela o en forma de enrejado. Vegetacin diferencias locales de la vegetacin, lneas de plantas paralelas a la estratificacin. Morfologa erosin diferencial de rocas duras y blandas, desarrollo de escarpes, cuestas, crestas y pendientes de valles escalonadas. Areniscas Tono claro a mediano. Mosaico de gris bandeamiento paralelo = estratificacin fina, sin bandeamiento = estratificacin gruesa. Esquema de diaclasamiento diaclasas distintas entre si, enrejado amplio = areniscas de grano grueso, enrejado fino de diaclasas = areniscas de grano fino. Drenaje en general red hidrogrfica espaciada, red hidrogrfica de enrejado amplio = secuencias de grano grueso, red hidrogrfica tupida = secuencias de grano fino.

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Morfologa en general resistentes a la erosin, modelando un relieve, cuestas, planicies; morfologa detallada burda y meteorizacin esfrica = arenisca de grano grueso; menos resistentes a la erosin, valles profundos, de pendientes inclinadas, crestas pronunciadas = areniscas de grano fino. Calizas Tono claro a muy claro. Mosaico de gris bandeamiento paralelo = calizas estratificadas, tono uniforma = masivas. Drenaje en general superficial poco desarrollado. Vegetacin en franjas = en alternancia con margas. Morfologa meteorizacin profunda y desarrollo de carstos en reas de clima hmedo, resistentes a la erosin, relieve modelado, cuestas, pendientes muy inclinadas, planicies, valles profundos con crestas pronunciadas en reas de clima rido. Rocas volcnicas Tono oscuro = rocas volcnicas bsicas, claro = rocas volcnicas cidas. Drenaje red hidrogrfica poca desarrollada en lavas, red hidrogrfica dendrtica fina en rocas piroclsticas. Morfologa conos, crteres, maares, calderas, planicies y corrientes de lava son formaciones tpicas de reas volcnicas. Contactos discordantes se forman por interseccin de las estructuras volcnicas con las rocas preexistentes de otra orientacin (p.ej. con los bandeamientos de rocas preexistentes). Rocas intrusivas Tono claro = plutonitas cidas, oscuro a muy oscuro = plutonitas bsicas. Esquema de diaclasamiento sistemas de fracturas y diaclasas con diversos ngulos. Drenaje red dendrtica poca desarrollada, en algunas zonas angulares o radial. Vegetacin uniforme, tupida en reas de clima hmedo. Morfologa meteorizacin profunda, con frecuencia esfrica, relieve suave en reas de clima hmedo; resistentes a la erosin intensa diseccin en valles en reas de clima rido. Diques Tono gris claro = diques cidos, oscuro a negro = diques bsicos. Mosaico con bandeamiento paralelo. Vegetacin alineaciones de vegetacin en el caso de diques bsicos. Morfologa meteorizacin profunda, formacin de canalones o gargantas = diques bsicos, resistentes a la erosin, desarrollo de crestas y pircas = diques cidos. Rocas metamrficas Tono mediano, claro = gneises, oscuro a negruzco = anfibolitas. Mosaico uniforme o con bandeamiento paralelo. Esquema de diaclasamiento sistemas de fracturas y diaclasas con direcciones y relaciones angulares constantes en un rea extensa. Drenaje red dendrtica de alta densidad, localmente redes rectangulares o de enrejado. Vegetacin uniforme, tupida en reas de clima hmedo. Morfologa Cuarzitas = resistentes a la erosin, formando accidentes sobresalientes como crestas, alineaciones de colinas suaves.

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Mrmol = en reas de clima hmedo meteorizacin profunda, con formacin de topografa crstica; en reas de clima rido resistentes a la erosin formando accidentes topogrficos sobresalientes como crestas y alineaciones de colinas suaves.

Filitas = poco resistentes a la erosin, valles frecuentes, en reas de clima hmedo meteorizacin profunda; en reas de clima rido valles de laderas inclinadas y crestas estrechas.

Gneis = resistentes a la erosin, modelando relieve. Gneis bandeado = relieve con pequeos alineaciones de colinas paralelas. Anfibolitas = poco resistentes a la erosin. Serpentinitas = resistentes a la erosin, colinas esfricas.

Informaciones litolgicas (vase tabla 2.1.8.1) Informaciones estructurales (vase tabla 2.1.8.2) Informaciones compiladas de los apuntes de Prof. R. Walter (UNI Aachen) y Prof. L. Bischoff (UNI Mnster) y de SABINS (1996) por Susanne Griem-Klee

2.1.8.1 Informaciones litolgicas archivo: fotaer02

Tipo de rocas

Tono Mosaico Esquema de diaclasamiento Red hidrogrfica (rh) Vegetacin Morfologa

Sedimentos sueltos

Oscuro = grano fino; claro = grano grueso ; irregular con textura

Bandeamiento claro-oscuro paralelo a los estratos = estratificacin; uniforme = rocas masivas

Enrejado fino de diaclasas = grano fino; diaclasas distintas, enrejado amplio = grano grueso

Grano fino = rh tupida; Grano grueso = rh espaciada

Rocas arcillosas

Gris mediano Tupida, dendrtica fina Densa en reas de clima hmedo

Relieve suave en clima hmedo; relieve abrupto en clima rido

Alternancia de arcillolitas con areniscas o calizas

Bandeamiento claro-oscuro paralelo a los estratos

Angular, paralela o de enrejado

Diferencias locales; lneas de plantas paralelas a la estratificacin

Erosin diferencial de rocas duras y blandas; escarpes, cuestas, crestas, pendientes de valles escalonadas

Areniscas Claro a mediano Bandeamiento paralelo = estratificacin fina; sin bandeamiento = estratificacin gruesa

Diaclasas distintas, enrejado amplio = grano grueso; enrejado fino de diaclasas = grano fino

Espaciada; rh de enrejado amplio por secuencias de grano grueso; rh tupida por secuencias de grano fino

Resistentes a la erosin; morfologa detallada burda y meteorizacin esfrica = grano grueso ; menos resistentes a la erosin = grano fino

Calizas Claro a muy claro

Bandeamiento paralelo = estratificacin Uniforme = masivas

Superficial, poco desarrollada

En franjas = alternancia con margas

Meteorizacin profunda y carsto en clima hmedo; resistentes a la erosin, relieve modelado en clima rido

Tipo de rocas

Tono Mosaico Esquema de diaclasamiento Red hidrogrfica (rh) Vegetacin Morfologa

Rocas volcnicas

Oscuro = vulcanitas bsicas; claro = vulcanitas cidas

Poco desarrollada en lavas; Dendrtica fina en rocas piroclsticas

Conos, crteres, maares, calderas, planicies, corrientes de lava

Rocas intrusivas

Claro = plutonitas cidas; Oscuro = plutonitas bsicas

Sistemas de fracturas y diaclasas con diversos ngulos

Dendrtica poco desarrollada, angular o radial

Uniforme, tupida en clima hmedo

Meteorizacin profunda, esfrica, relieve suave en clima hmedo; resistentes a la erosin en clima rido

Diques Gris claro = diques cidos; oscuro a negro = diques bsicos

Con bandeamiento paralelo

Alineaciones en el caso de diques bsicos

Profunda, canalones gargantas = diques bsicos; resistentes a la erosin, crestas y pircas = diques cidos

Rocas metamrficas

Mediano; claro = gneises de composicin grantica; oscuro a negruzco = anfibolitas

Uniforme o con bandeamiento paralelo

Sistemas de fracturas y diaclasas con direcciones y relaciones angulares constantes

Red dendrtica, rectangular o de enrejado

Uniforme, tupida en clima hmedo

Depende del tipo de roca metamrfica*

* Cuarzitas = resistentes a la erosin, accidentes topogrficas sobresalientes. Mrmol = meteorizacin profunda, carsto en clima hmedo. Filitas = poco resistentes a la erosin, valles frecuentes, meteorizacin profunda en clima hmedo, valles de laderas inclinadas en clima

rido. Gneises = resistentes a la erosin, relieve modelado. Gneis bandeado = relieve con pequeas alineaciones de colinas paralelas. Anfibolitas = poco resistentes a la erosin. Serpentinitas = resistentes a la erosin, colinas esfricas.

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2.1.8.2 Informaciones estructurales

Estructura Tono Mosaico Red hidrogrfica (rh)

Vegetacin Morfologa

Estratos horizontales

Dendrtica Planicies concordantes con superficies de estratificacin, escarpas compuestas

Secuencias monoclinales

Espesores aparentes (bandas): grandes, curvatura cerrada de las bandas en valles fluviales = buzamiento suave; reducidos, bandeamiento con trazas curvas = buzamiento fuerte

Paralela o de enrejado

Con franjas: anchas = buzamiento suave; angostas = buzamiento fuerte

Crestas de estratos resistentes a la erosin forman colinas alineadas en trazas rectas o curvadas; en terreno crstico torcas alineadas paralelamente a las trazas de los estratos

Charnelas de anticlinal, sinclinal y estructuras de cpula

Bandeamiento con trazas en semicrculo

Radial con ngulos agudos para confluir a un ro principal

Franjas en semicrculo

Crestas de estratos resistentes a la erosin forman colinas alineadas en trazas curvas

Fallas Oscuro Alineamientos rectilneos Red fluvial rectangular, con ngulos agudos, ros paralelos

Cambios en la vegetacin formando alineaciones

Alineaciones poco resistentes a la erosin como canales de angostura profunda, crestas de estratos desplazadas

Diaclasas Oscuro Alineaciones rectilneas cortas, direccin constante, relaciones angulares constantes

Rectangular, con ngulos agudos, de enrejado, ros paralelos

Esquistosidad Alineaciones paralelas, tupidas Dendrtica, paralela, en parte secciones rectas de los cursos de los ros

Con alineaciones paralelas

Discordancias angulares

Varios tipos de relieve en contacto abrupto entre s.