Redes Sociales
domingo, 7 de abril de 2013
FOTOGRAMETRÍA DIGITAL
Y en arquitectura, el proceso de selección y abstracción que supone pasar de la realidad de la obra arquitectónica a su representación en un dibujo requiere de una actividad de tipo intelectual que las máquinas, hasta ahora, no pueden realizar de manera plenamente eficaz. Por tanto, la calidad de un levantamiento depende en gran medida de la habilidad, la práctica y sobre todo, la capacidad de interpretación del operador que maneja el sistema de restitución. | A. Almagro
OBJETIVOS:
Conocer los fundamentos y tendencias actuales en fotogrametría orientada a la documentación del patrimonio a través de la utilización de programas específicos para fotogrametría de objeto cercano y modelado digital a partir de datos fotogramétricos.
REFLEXIÓN:
La fotogrametría digital comparte algunos elementos con otras disciplinas como el tratamiento digital de imágenes y la visión por computadora y como consecuencia con cartografía basada en imágenes y fotogrametría terrestre. Aunque la fotogrametría tiene como propósito la reconstrucción de la realidad en forma de modelos tridimensionales estáticos de gran exactitud, para ser usados con fines cartográficos, y la visión por computadora está dedicada a la construcción de modelos tridimensionales dinámicos. y por lo tanto de menor exactitud, para aplicaciones en robótica y reconocimiento automático de patrones, se pueden observar los siguientes casos comunes entre fotogrametría y visión por computadora (Jauregui, L.):
- Calibración de cámara.
- Visión estereoscópica.
- Reconstrucción 3D a partir de imágenes 2D.
DOCUMENTOS:
Las actividades de esta semana han constado de un test para la comprensión de la materia y dos prácticas con el programa Orthoware para la Reconstrucción Digital del Patrimonio Histórico con sólo un par de imágenes. En una de ellas se nos ha proporcionado el par de imágenes para llegar a la obtención de una nube de puntos del modelo y en la otra el par de imágenes era de libre elección y se debía obtener una ortoimagen.
El programa ofrece muchas posibilidades y destaca por la reducción del tiempo de producción de ortoimagenes y de modelos digitales tridimensionales texturizados de semanas a tan solo unas pocas horas gracias a que se puede realizar partiendo de unas cuantas fotografías tomadas con una camara digital convencional y algunas medidas auxiliares.
Posee un simplificado e intuitivo manejo. Sin embargo, he tenido dificultades en realizar las prácticas, sobretodo con la orden de correlación de imágenes y a pequeños errores los cuales cambian al cambiar de ordenador:
Las actividades de esta semana han constado de un test para la comprensión de la materia y dos prácticas con el programa Orthoware para la Reconstrucción Digital del Patrimonio Histórico con sólo un par de imágenes. En una de ellas se nos ha proporcionado el par de imágenes para llegar a la obtención de una nube de puntos del modelo y en la otra el par de imágenes era de libre elección y se debía obtener una ortoimagen.
El programa ofrece muchas posibilidades y destaca por la reducción del tiempo de producción de ortoimagenes y de modelos digitales tridimensionales texturizados de semanas a tan solo unas pocas horas gracias a que se puede realizar partiendo de unas cuantas fotografías tomadas con una camara digital convencional y algunas medidas auxiliares.
Posee un simplificado e intuitivo manejo. Sin embargo, he tenido dificultades en realizar las prácticas, sobretodo con la orden de correlación de imágenes y a pequeños errores los cuales cambian al cambiar de ordenador:
- Error al cargar el archivo de calibración de la cámara.
- Incompatibilidad con algunas tarjetas de video AVI.
- Error al iniciar la aplicación y cerrado de la aplicación.
MATERIA APRENDIDA:
- Conocer las los fundamentos de la fotogrametría
- Conocer las aplicaciones de la fotogrametría a los levantamientos patrimoniales
- Utilizar software específico para fotogrametría de objeto cercanoSaber aplicar la técnica adecuada en diferentes situaciones y objetos a levantar
- Saber gestionar nubes de puntos procedentes de fotogrametríaModelar objetos mediante software específico de fotogrametríaObtener productos fotogramétricos de utilidad en arqueología
REPRODUCCIÓN:
Empezaré por distinguir las diferentes etapas en el desarrollo y evolución histórica de la fotogrametría (Konecny 1981, 1985):
- Metrofotografía: de 1850 hasta aproximadamente 1900. Se inicia con la invención de la fotografía por Nièpce y Daguerre en 1839 en Francia. El término metrofotografía fue acuñado en 1851 por el coronel francés Aimé Laussedat, a quien se considera el fundador de la Fotogrametría.
- Fotogrametría Analógica: desde 1900 a 1960. Ciclo que se inicia con dos inventos: la esteoroscopía como principio de la estereofotogrametría, y la introducción de plataformas adecuadas para la ubicación de sensores (Zeppelín en 1900 y aeroplanos de motor en 1903).
- Fotogrametría Analítica: de 1960 a 1980. Se inicia con la aparición del ordenador en 1941, que resultó esencial para la aplicación de las teorías verificadas por Finsterwalder en Alemania ya en 1899.
- Fotogrametría Digital: desde 1980. Este cuarto ciclo fue precedido por el lanzamiento del primer satélite artificial, el Sputnik por la U.R.S.S., y por el uso del satélite Landsat (EEUU en 1972).
Hitos en la evolución histórica:
AÑO
|
CREADOR
|
INSTRUMENTO
|
1859
|
Laussedat
|
Fototeodolito y primeros relevamientos
planimetrícos de edificios
|
1862
|
Antonio Terrero
|
Descubre el Teorema Terrero-Hauck, uno de los
teoremas fundamentales de la base matemática de la fotogrametría, el
principio de los planos nucleares (fundamento de los estereomodelos y de la
epipolarización de pares, de gran ayuda en restitución)
|
1871
|
Ernst Abbe
|
Cofunda Zeiss Works Company, comenzando así un
conjunto de diseños para la producción de instrumentos
|
1885
|
Meydenbauer
|
Metrofotografia: numerosos levantamientos
fotogramétricos con una cámara de diseño propio (con respaldo partido).
|
1886
|
Torres Quevedo
|
Realiza el primer levantamiento fotogramétrico
español, con un fotográmetro de su invención, del barranco de Vista Hermosa
(Madrid) a escala 1:1.000.
|
1889
|
George Eastman
|
Introducción de la nitrocelulosa como soporte
alternativo al cristal
|
1899
|
Iriarte y Navarro
|
Primera obra teórica sobre fotogrametría en
español: «Topografía Fotográfica»,
|
1901
|
Pulfrich
|
Principio de la visión en relieve con el
estereocomparador, el cual permite calcular coordenadas punto por punto.
|
1907
|
José María Torroja
|
La primera tesis doctoral española
sobre fotogrametría: “Fototopografía
teórica y práctica”
|
1909
|
Von Orel
|
Construye el estereoautógrafo, instrumento que
dio viabilidad a la fotogrametria terrestre, al permitir por primera vez el
dibujo de cartografías mediante trazado continuo de líneas de nivel
(restituidor óptico: el lápiz se mueve solidario a la marca flotante).
|
1913
|
José María Torroja
|
Construye el fototaquímetro de Torroja en el
Instituto Geográfico
|
1930
|
Instituto Geográfico
|
Comienza a utilizar la fotogrametría aérea
|
1930
|
Sociedad Estereográfica
Española
|
Pionera en adoptar los métodos fotogramétricos
para la representación de la arquitectura y para el Catastro
|
1941
|
J. Presper Eckert y John William Mauchly
|
Aparición de la primera computadora
|
1960-80: Etapa Analítica
|
Zeiss, Ordovás-Kern, Wild
|
Restituidor analógico mecánico: los rayos
ópticos son reemplazados por varillas
mecánicas, obteniéndose el punto del
modelo como intersección de esas varillas
|
1980
|
-
|
Fotogrametría Digital
|
1988
|
-
|
Primera estación estereofotogramétrica digital comercial,
la KERN DSP1 en el
Congreso de la I.S.P.R.S. en Kyoto. Visión
estereoscópica con gafas polarizadas pasivas, gafas activas, y anaglifos
|
Años 90
|
-
|
Primeras aplicaciones para terrestre sobre
equipos convencionales (Rollei CDW y MSR; Pictran, etc. Permiten restitución
lineal y enderezado a partir de fotoconjuntos de
haces convergentes)
|
1998
|
Ben Kacyra and Jerry
Dimsdale
|
Inventaron y patentaron un sistema de escaneado
portátil basado en la tecnología de tiempo de vuelo. (Cyrax HDS system).
|
A partir del 2000
|
-
|
Aplicaciones de fotomodelado (ImageModeler,
Photomodeler, Canoma) que además de la obtención de dibujos lineales de
restitución permiten la definición de superficies y su mapeado con textura
real. Después procedimientos
semiautomáticos (dianas)
|
2001
|
Ben Kacyra
|
Vende su herramienta de láser escáner a Leica
Geosystems.
|
Década 2000
|
-
|
Barridos 3D con laser, métodos automáticos (a
partir de David Lowe SIFT-2004) y aplicaciones informáticas para la edición y
el mallado de las nubes de puntos y la transferencia de textura fotográfica,
con rapidez y calidad en constante evolución (Cyclone, Rapidform).
|
Me gustaría reproducir, a grandes rasgos, los contenidos referidos a fotogrametría de la asignatura: Técnicas Avanzadas de apoyo al levantamiento: Topografía, Fotogrametría y Scanner Láser, del Máster de CPA de la UPV, cuyo profesor responsable es Jose Luís Cabanes Ginés.
Estos contenidos tratan la formación automática de modelos de superficie densa (DSM), técnicas manuales basadas en puntos y en primitivas 3D, calibración de cámaras, y enderezado de imágenes a través de la realización de una serie de prácticas desarrolladas inversamente a la evolución temporal e histórica de la fotogrametría (de automático a manual):
Aplicaciones automáticas. 123D CATCH + RAPIDFORM.
Puerta románica de la Catedral de Valencia
Puerta románica de la Catedral de Valencia
Calibración de cámaras. PHOTOMODELER SCANNER
Aplicaciones semiautomáticas. Tutorial Cookie.
PHOTOMODELER SCANNER
Aplicaciones semiautomáticas. Escultura UPV.
PHOTOMODELER SCANNER.
Aplicaciones manuales. Lucernario S.Calatrava.
PHOTOMODELER SCANNER
Aplicaciones semiautomáticas. Escultura UPV.
PHOTOMODELER SCANNER.
Aplicaciones manuales. Lucernario S.Calatrava.
CANOMA.
Transformación de fotogramas.
Transformación de fotogramas.
Enderezados.
Transformación de fotogramas.
Epipolarización.
Transformación de fotogramas.
PANORAMAS, SYNTHS, VISION ESTEREO.
PANORAMAS, SYNTHS, VISION ESTEREO.
Softwares más utilizados para realizar enderezados:
 AutoCAD |
 Rolleimetric MSR |
PhotoModeler
|
Photoshop
|
Recomendaciones:
Punto Arquitectura S.L. (Jorge Cueli López)
www.worldphotogrammetry.com
www.worldphotogrammetry.com
Fotogrametría Moderna: Analítica y Digital
Jose Luís Lerma García
Editorial UPV 2003
Fotogrametria Practica. Jorge Tomas Cueli Lopez.
Ed. Tantin, 2011. ISBN 9788496920934.
Fotogrametría arquitectónica.
Felipe Buil, M. Amparo Núñez y Jaun J. Rodríguez
Edicions UPC, 2008
SÍNTESIS:
Como conclusión me gustaría decir que la fotogrametría digital ofrece muchas ventajas y tan sólo un par de inconvenientes según Luis jauregui del Instituto de Fotogrametría de la Universidad de los Andes en Venezuela:
VENTAJAS
|
DESVENTAJAS
|
|
|
Programas fotogrametría:
(Incluídos en el tema 20)
- VisualSFM: aplicación interactiva de código abierto que integra y combina varios paquetes para realizar Structure from Motion (entre ellos Bundler y PMVS2).
- RunSFM: otro paquete de software de código abierto que integra Bundler y CMVS.
- Insight3D: aplicación de código abierto para la reconstrucción y modelado 3D que combina Structure from Motion y reconstrucción de puntos de fuga. Puede ser utilizado para crear Modelos 3D a partir de fotografías, e incluye una herramienta interactiva de modelado para crear modelos poligonales con textura.
- AgiSoft PhotoScan: software comercial para el sistema operativo Windows. El coste de una versión profesional es superior a 3000 €. Genera nubes de puntos densa de buena calidad.
- Pix4D: sistema de software comercial. Ha sido especialmente diseñado para procesar fotografías aéreas tomadas con vehículos no tripulados.
- Microsoft Photosynth: servicio web.
- Arc3D: otro servicio web basado en la reconstrucción automática.
- 123D: aplicación de Autodesk para reconstrucción 3D. Es una herramienta comercial, aunque en el momento de escribir este texto puede ser descargado de forma gratuita desde la web de Autodesk.
Profesor: Dr. Jose Luís Lerma García
Grupo de Investigación en Fotogrametría y Láser Escáner. GIFLE
Departamento de Ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametría.
Universitat Politècnica de València. UPV.
TOP 10
-
Y en arquitectura, el proceso de selección y abstracción que supone pasar de la realidad de la obra arquitectónica a su representación e... -
La idea de reversibilidad conceptual debe responder a la idea de que lo que ahora hacemos es, y siempre será, una interpretación, por ... -
Todas las fases históricas registradas durante la i nvestigación arqueológica tienen un gran valor. Por lo tanto, no se considerará rigu... -
Los dos problemas principales que presentaban los proyectos de visualización del patrimonio eran: Que suponían un gran coste y que cualq... -
... l a documentación del patrimonio no e s un fin en sí mismo, sino que sirve como medio de transmisión de la información a usuarios ... -
... Una línea me nos seguida es la que yo llamo 'invisible', cuyo gran ideal es que el ordenador se convierta en algo ta n incor... -
Los SIG responden de manera idónea a los requerimientos básicos de la restauración arquitectónica, en tanto que dichos trabajos requier... -
La visualización asistida por ordenador trabaja de manera habitual reconstruyendo o recreando edificios, artefactos y entornos del pa... -
La didáctica del patrimonio debe investigar el diseño de imágenes fidedignas, impresionistas, de fuerza, comprensibles, que den pistas ... -
Un problema esencial en el tratamiento, conservación y recuperación del patrimonio histórico es la gestión de la documentación. ... Un...