Plan de Vuelo

INDICE

I. INTRODUCCIÓN.

II. OBJETIVOS.

III. CONCEPTOS Y DEFINICIONES.

IV. APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL.

V. CALCULOS.

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

VII. ANEXOS.

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILDEPARTAMENTO ACADEMICO DE VIABILIDAD Y GEOMÁTICA

INTRODUCCIÓN

El principio fundamental de la misión fotográfica es asegurar la obtención de negativos fotográficos, de máxima calidad y precisión, cuya finalidad es su utilización como base para la producción de documentos cartográficos, mediante procesos fotogramétricos.

Es por eso que es una de las fases más importantes del proyecto es la elaboración de un plan de vuelo.

Todo plan de vuelo se diseña con la misión de lograr nuestros objetivos y metas planteadas. El plan de vuelo se ocupa de preparar instrucciones detalladas para los tripulantes que integran la misión fotográfica, referente a la obtención de imágenes, recorrido de vuelo, área a ser volada, altura absoluta a la que debe ser volada, cada cuanto tiempo debe ser tomada las fotos en la línea de vuelo, etc.

La condición fundamental de toda planificación de vuelo, es la obtención de adecuada cobertura fotográfica con el mínimo de fotografías, tal que cada parte del terreno por pequeña que sea, debe ser cubierta estereoscópicamente, esto significa que toda la superficie debe aparecer en las zonas de superposición tanto de fotografías adyacentes de un recorrido como en las áreas superpuestas de recorridos vecinos.

Planeamiento de vuelo Página 1


OBJETIVOS

Conocer el procedimiento a seguir para llevar a cabo un plan de vuelo de un sector, a partir de planos existentes.

Optimizar el costo del plan de vuelo, aplicando la teoría enseñada en clase.

Aplicar los conocimientos adquiridos en clase para planificar un plan de vuelo de una zona determinada.

Realizar distintos tipos de trazos en una zona especificada por el ingeniero jefe de prácticas para obtener las líneas de vuelo de un sector, y así obtener el plan de vuelo con el número total de fotografías, el número de fotografías por línea de vuelo, el costo total del plan de vuelo, etc.



CONCEPTO Y DEFINICIONES

Al querer obtener los planos de cierto sector, para un mayor ahorro de tiempo, dinero e inclusive para una mayor comodidad de cálculo de cotas, posición, se recurre a la fotogrametría, en especial al plan de vuelo fotogramétrico, que consiste en una serie de toma de fotografías traslapadas, gracias a cierta cámara con cierta inclinación y cierto tamaño de fotografías, para obtener los datos del terreno.

El hecho de tomar varias fotografías implica un coste alto, por lo que se debe optimizar el número de fotos a tomar y se debe de tomar dichas fotografías muchas veces en la dirección de la pendiente del terreno en donde se determina la cota mínima y cota máxima, con lo cual se determina el costo por fotografía, por lo que se debe de priorizar el coste de plan de vuelo a través de las cotas máximas y mínimas.

Lo primero que se debe de hacer, es evaluar y definir el proyecto, para luego si es o no aceptado, hacer una recopilación de información existente, que nos servirá de base para cualquier tipo de levantamiento.

Qué uso se le va a dar:

• En el estudio y diseño de Obras Civiles: carreteras, canales, represas, etc. • Recursos Naturales: en minería, Geología • Fotointerpretación • Uso de tierras: Catastro Rural • Inventario de inmuebles: Catastro Urbano

Que se necesita

• Planos Topográficos (Cartas Nacionales) • Fotografías Aéreas • Puntos de Control (Puntos Geodésicos de 1er y 2do orden.) • Equipos de Restitución. • Foto mapas: (mosaico de fotos con coordenadas) • ORTOFOTO: (Fotografía aérea rectificada)

Que especificaciones son necesarias

• Escalas: De las fotografías y planos a restituir • Intervalo de curva • Precisiones requeridas • Densidad de los detalles: de acuerdo a esto se determinara altura de vuelo

y por lo tanto la escala de la foto.

Luego se realiza el planeamiento de vuelo, que es seguido de un trabajo de gabinete muy meticuloso para finalmente obtener el plano deseado.

Los pasos a realizar para efectuar el plan de vuelo, son:



1. CALCULO DE LA ESCALA DE LA FOTOGRAFIA:

Para lo cual se realizan los análisis de altimetría y planimetría como en el caso anterior, escogiendo la escala de fotografía más favorable teniendo en cuenta el costo del proyecto. Esta escala tendrá un margen debido a la pendiente del terreno.

2. ANALISIS DE LAS ESCALAS DE FOTOGRAFIA DENTRO DE CADA LINEA DE VUELO

Para lo cual diseño un Índice de Vuelo en función de las escalas, con el cual determino la dirección de las Líneas de Vuelo.

3. ANALISIS DE LOS TRASLAPES ENTRE LINEAS DE VUELO

Se sube o baja altura de vuelo de cada línea de tal manera que los traslapes este dentro lo especificado.

4. CALCULO DE LOS TIEMPOS DE VUELO, COSTOS Y CUADRO DE RESUMEN DE LAS LINEAS DE VUELO

4.1. ELEMENTOS A CONSIDERAR EN EL PLAN DE VUELO

ESCALA DEL PLANO A RESTITUIR Es la escala de plano solicitada

FACTOR DE AMPLIACIÓN: (Foto – Plano)

Depende del equipo del Equipo de Restitución que se va usar Ejemplo: F.A. = 3 veces, Ef = 1 / 12000 Entonces se puede obtener un plano máximo EP = 1 / 4000

FACTOR C

Este Factor me permite determinar la capacidad que tiene un equipo de restitución para trazar curvas de nivel con cierto intervalo de curva entonces tengo:

Hv IC = --------

C



ESCALA DEL PLANO :

Es la escala de plano que se obtiene con este equipo de restitución

EP = E M x (Factor de Ampliación)

ALTURA DE PROYECCIÓN : ( ZP )

Esta altura se asemeja a la Altura de Vuelo es la altura de vuelo pero dentro del equipo de restitución



4.2. CALCULO DE LA ESCALA DE LA FOTOGRAFIA

Para calcular la escala de la fotografía analizamos todos los elementos que disponemos tanto la escala de plano, Intervalo de Curva como los factores del equipo para lo cual realizamos análisis en altimetría como en planimetría y de acuerdo a las especificaciones dadas se escoge el que me resulte más favorable, teniendo en cuenta la altura de vuelo ya que el costo del proyecto es inversamente proporcional a esta altura de vuelo.

4.2.1. ANÁLISIS POR ALTIMETRIA:

Para realizar este análisis entramos con el Intervalo de curva dato, para calcular la altura de vuelo y con este valor determinamos la Escala de Fotografía, luego determinamos la escala de modelo y con este valor se determina la escala de plano que tendrá que ser mayor o igual a la escala de plano que me piden restituir.

Datos:

Ic = Intervalo de Curva de nivel EP = Escala del plano a restituir Equipo de Restitución

a) CALCULO DE LA Hv (MAX)

Calculamos la altura de Vuelo Máxima que se tiene que volar de tal manera que con las fotografías resultantes se pueda restituir curvas de nivel con el Ic. Especificado.

Sabemos:

b) CALCULO DE LA ESCALA DE FOTOGRAFIA



c) CALCULO DE LA ESCALA DEL MODELO

Sabemos:

d) CALCULO DE LA ESCALA DEL PLANO (EP´)

Se calcula la escala de plano que me resultara con esta escala de fotografía y el equipo de restitución seleccionado. Para lo cual analizo el Factor de Ampliación que usare para obtener la escala plano EP´ se sabe:

Entonces cumple este análisis y por lo tanto esta será la Escala de Fotografía que se usara para los demás cálculos.

4.2.2. ANÁLISIS POR PLANIMETRÍA

Para realizar este análisis entramos con la Escala de Plano dato, para calcular la Escala de Modelo y con este valor determinamos la Escala de Fotografía, luego determinamos la altura de vuelo y con este valor se



determina el Intervalo de Curva que tendrá que ser menor o igual al Intervalo de Curva que me piden restituir.

Datos:

EP = Escala del plano a restituir Ic = Intervalo de Curva de nivel Equipo de Restitución

a) CALCULO DE LA ESCALA DEL MODELO

b) CALCULO DE LA NUEVA ESCALA DE FOTOGRAFIA

Sabemos:

c) CALCULO DE LA Hv(MAX)

d) CALCULO DEL INTERVALO DE CURVA (I’c)



Entonces cumple este análisis y por lo tanto esta será la Escala de Fotografía que se usara para los demás cálculos.

Nota:

De los 2 análisis selecciono el que cumple rechazando el otro Si los dos Análisis cumplen escogemos el que tenga mayor altura

de vuelo ya que como se dijo el costo del proyecto es inversamente proporcional a la altura de vuelo

Con los siguientes datos:

Ef = Escala de Fotografía p = Traslape Longitudinal q = Traslape Transversal

Cámara Aero fotogramétrica

4.3. CALCULO DEL NÚMERO TOTAL DE FOTOGRAFIAS

a) AREA DEL TERRENO FOTOGRAFIADO POR FOTO

b) AREA EFECTIVA QUE SE FOTOGRAFIA



c) CALCULO DEL NÚMERO DE LINEAS DE VUELO

d) CALCULO DEL NÚMERO DE FOTOGRAFIAS POR L.V.

e) NUMERO TOTAL DE FOTOS

f) AREA TOTAL FOTOGRAFIADA

Además como tenemos las dimensiones del terreno entonces el:

SI HAY UN EXCESO DE AREA FOTOGRAFIADA debemos perseguir que el Proyecto sea lo más económico por lo tanto se puede disminuir una foto por Línea de vuelo.

Para aumentar o disminuir una foto en cada L.V. se tiene que modificar el Intervalo de tiempo de toma entre una foto y otra.



g) INTERVALO DE TIEMPO DE EXPOSICION ENTRE FOTO Y FOTO

4.4. CALCULO DEL TIEMPO TOTAL Y COSTO DEL VUELO

a) TIEMPO TOTAL DE VUELO

TIEMPO DE TRAVESIA (t1)Es el tiempo de ida y vuelta al Aeropuerto más cercano más el tiempo que debe considerarse del aeropuerto al lugar donde se realiza en si el proyecto

TIEMPO DE TOMA (t2)Es el tiempo que el avión permanece dentro del área del proyecto:

TIEMPO DE VOLTEO (t3)Se considera 10min por volteo.

TIEMPO TOTAL (Tt)Se considera un 50% más del total por seguridad de vuelo.

b) COSTOS

El costo es de aproximadamente $1000.00 por HORA DE VUELO.



APLICACIONES A LA INGENIERÍA CIVIL

El objetivo de capitulo es ubicar el uso de la fotogrametría en la ingeniería civil, es decir, para que se debe usar, en que puede un ingeniero civil hacer uso de esta y la importancia de mantenerse actualizado para contribuir con el desarrollo de la propia ingeniería.La importancia que proporciona la fotogrametría, forma parte del conjunto de herramientas que permiten la planeación y administración de estructuras diversas que ayudan al desarrollo del país, en el caso el ingeniero en la toma de decisiones en el momento de planear y proyectar dichas estructuras, claro tomando en cuenta una amplia gama de factores tales como el conflicto en el uso del potencial del suelo, medidas de protección del medio ambiente, evaluación del impacto global, etc.

La primera utilización de la fotogrametría consistió en la realización de mapas y planosTopográficos. De hecho, los mapas base de la cartografía de cualquier país, son obtenidos mediante ella. Actualmente, además de la realización de estos mapas base, se realizan muchos otros tipos de mapas de carácter especial, los cuales pueden presentar gran variedad de escalas, y se utilizan en el proyecto y diseño de obras tales como autopistas, carreteras, Vías de ferrocarril, puentes, tuberías, oleoductos, gasoductos, líneas de transmisión, presas hidroeléctricas, estudios urbanos, etc.

Además de estos mapas, orientados principalmente al desarrollo de obras de ingenieríaCivil, podemos mencionar mapas realizados para uso catastral, mapas geológicos, mapas de suelos, mapas forestales, etc.

En el marco general de la Ingeniería existen cinco grandes grupos de actuaciones donde se utilizan las fotografías aéreas, desde el punto de vista de la Fotointerpretación, ya sea con fotogramas aislados o por medio de pares estereoscópicos, con el recurso de un estereoscopio de espejos.

1. Establecimiento de vías de comunicación

Para analizar pasillos de posible establecimiento de trazados y detectar singularidades y áreas de conflicto, así como para estudiar interrelaciones con otras infraestructuras existentes.



Vuelo fotogramétrico de la ciudad de Buenos Aires-2009

2. Planificación territorial

En el planeamiento urbanístico y en la ordenación del territorio contribuyen a crear la base de información. Las fotos informan de una forma real sobre el territorio y sobre la población que lo habita.El soporte de la información geográfica está conexionado por la utilidad como herramienta de trabajo.

Comparativa vuelo Madrid 1972 – PNOA actual.



3. Análisis de reconocimiento geológico

Los estudios geológicos y los geotécnicos se apoyan en muchas ocasiones en análisis de fotos aéreas, evitando visitas innecesarias al campo. Zonas de diversas estructuras geológicas, análisis de laderas inestables, etc., pueden detectarse con el empleo de fotografías.

Composición de bandas, para determinar los afloramientos rocosos, estructuras geológicas, vegetación y otras características de los elementos que afloran en la superficie terrestre.

4. Hidrografía

Las huellas del paso del agua son fácilmente detectables en las fotografías.Son detectables todos los accidentes asociados al fenómeno. También se identifican con suficiente claridad las cuencas vertientes y las bandas de drenaje para el establecimiento de superficies significativas.

Vuelo fotogramétrico en la cuenca del Ebro-España



5. Estudios para confeccionar mapas temáticos

Las fotos ayudan a confeccionar cartografía temática destacando los análisis de usos del suelo, entre los que predominan los diversos cultivos.Cada tipo de vegetación proporciona una respuesta particular que puede ser diferenciada.

Aplicación del SIG-sistema de información geo referenciada.



CALCULOS Y RESULTADOS

DATOS A CONSIDERAR.

Escala de Fotografía (Ef media) : 1 / 40050 Traslape transversal (v) : 25% Traslape Longitudinal (u) : 60% Tolerancia del traslape transversal : 10% Tolerancia de escala : 20% Formato de fotografía (n) : 230 mm. Escala del plano base (Ep) : 1/100 000

1. Modulo Escalar y Altura de vuelo con cámara de Gran Angular.

Datos de la cámara con Gran Angular:

f: 152 mm.

Los límites de tolerancia para escala de fotografía son:

Ef máxima (80%Ef media) :1/32040

Ef mínima (120%Ef media) :1/48060

Con los valores de Ef máx. y min, mediante la Ec.1 se determina los límites de la altura de vuelo.

Hv= fEf…….Ec .1

Si Ef=Efmin= 1/48060 entonces Hvmax=7305.12 mts.

Si Ef=Efmax= 1/32040 entonces Hvmin=4870.08 mts.

Si Ef=Efmedia= 1/40050 entonces Hvmedia=6087.60 mts.

2. Diferencia de Alturas de Vuelo permitidas (∆Hv).

Se determina mediante la Ec. 2.

∆ Hv=Hvmax−Hvmin……. Ec .2

∆ Hv=7305.12−4870.08mts=2435.04mts .



3. Determinación de la plantilla.

Se determina la longitud fotografiada en el terreno por la cámara con Gran Angular empleando la Ec. 3.

St= nEf…….. Ec .3

St= 0.2301/ 40050

=9211.5mts

Se determina la longitud fotografiada en el plano base, mediante la Ec. 4.

Sp=St∗Ep…… ..Ec .4

Sp=9211.5∗1100000

=9.2cm .

Se determina la longitud del traslape transversal en el plano base, con la Ec. 5.

vp=v∗Sp…… .. Ec .5

vp=25%∗9.2cm=2.3cm .

Luego de superponer el papel mantequilla sobre el plano cartográfico de la zona de Huaral, se escoge una dirección de línea de vuelo para lo cual se tiene en cuenta que la variación de cotas dentro de una misma línea de vuelo no sea brusca, posteriormente se determina la cota máxima y mínima para cada línea de vuelo dibujada.

Cuadro de CotasLi Cota min (m.s.n.m.) Cota máx. (m.s.n.m.) ∆Cota (m)L1 200 1100 900L2 300 850 550L3 400 1200 800L4 650 1600 950L5 800 2350 1550L6 850 2750 1900

Tabla N°1



4. Variación de escala dentro de una línea de vuelo.

Cuadro de CotasLi Cota min (m.s.n.m.) Cota máx. (m.s.n.m.) ∆Cota (m)L1 200 1100 900L2 300 850 550L3 400 1200 800L4 650 1600 950L5 800 2350 1550L6 850 2750 1900

Tabla N°1

Se sabe:

Cotamedia=Cota max+Cotaminima2

…… .. Ec .6

Hv|¿|Cotamedia+Hv media….. Ec .7

Hvmin=Hv|−Cota|max……. Ec .8

Hvmax=Hv|−Cota|min… ...Ec .9

Ef max= fHvmin

….….. Ec .10

Ef min= fHvmáx

…… ..Ec .11

Línea de Vuelo 1

Hv media= 6087.60 mts

De la Tabla N°1 se obtiene:

Cota min= 200 msnm

Cota máxima= 1100 msnm

De la Ec.6 se obtiene: Cota media= 650 msnm.

De la Ec.7 se obtiene: Hv abs= 6087.60 + 650= 6737.60 msnm.

De la Ec.8 se obtiene: Hv min= 6737.60 – 1100 = 5637.60 mts

De la Ec.9 se obtiene: Hv más= 6737.60 – 200 = 6537.60 mts

De la Ec.10 se obtiene: Ef más= 0.152 / 5637.60 = 1 / 37089

De la Ec.11 se obtiene: Ef min= 0.152 / 6537.60 = 1 / 43011



Como las escalas de fotografía obtenidas se encuentran dentro de los límites

[1/48060 ; 1/32040] de escalada determinados en el ítem 1, las alturas de vuelo

y las escalas obtenidas en ellas cumplen las condiciones requeridas.

Línea de Vuelo 2



Cota min= 300 msnm











Línea de Vuelo 3



Cota min= 400 msnm




De la Ec.8 se obtiene: Hv min= 6887.60 – 1200 =5687.60 mts









Línea de Vuelo 4



Cota min= 650 msnm



De la Ec.7 se obtiene: Hv abs= 6087.60 + 1125 = 7212.60 msnm.








Línea de Vuelo 5



Cota min= 800 msnm













Línea de Vuelo 6



Cota min= 850 msnm













Línea de vuelo Hv abs (m)L1 6737.6L2 6662.6L3 6887.6L4 7212.6L5 7662.6L6 7887.6

Tabla Nº2

5. Análisis de los traslapes transversales.

Como el análisis para el traslape longitudinal cumplió para todas las líneas de vuelo, ahora se debe realizar un análisis para el traslape transversal, para ello se determinó la cota máxima y minina comprendida en cada traslape de líneas de vuelo consecutivas, los datos obtenidos se muestran en la Tabla Nº3

Traslape TransversalCota máx. (m.s.n.m.)

Cota min (m.s.n.m.) ∆Cota (m)

LV1 - LV2 650 300 350LV2 - LV3 1000 400 600LV3 - LV4 1100 600 500LV4 - LV5 1850 800 1050LV5 - LV6 2400 800 1600

Tabla Nº3

Se tiene:

De la Ec. 6


…… .. Ec .6

De las Ec. 7, Ec. 8 y Ec.9

Hvmedia=Hv|−Cota|media…………Ec .12

Hvmin=Hv|−Cota|max…………Ec .13

Hvmax=Hv|−Cota|min…………Ec .14

De las Ec.10 y Ec. 11

Ef max= fHvmin

….….. Ec .10



Ef min= fHvmáx

…… ..Ec .11

Ef media= fHvmedia

…… ..Ec .15

Se sabe:

Smax= nEfmin

…….Ec .16

Smedian

Efmedia……. Ec .17

Smin= nEfmax

…….Ec .18

Los traslapes transversales para cada S se determinan con las siguientes ecuaciones:

Primero se debe calcular la distancia entre líneas de vuelo.

A=St (100%−v% )………. Ec .19

Luego los traslapes transversales se determinan con:

vmin=(1− ASmax )∗100%………Ec .20

vmedio=(1− ASmedio )∗100%………Ec .21

vmax=(1− ASmin )∗100%………Ec .22

Traslape entre las líneas Lv1 – Lv2


Hv Abs= 6737.60 m.s.n.m.


Cota min= 300 m.s.n.m.

Cota máxima= 650 m.s.n.m.

De la Ec.6 se obtiene: Cota media= 475 m.s.n.m.



De la Ec.12 se obtiene: Hv media= 6737.60 – 475 = 6262.60 mts.



De la Ec.15 se obtiene: Ef media= 0.152 / 6262.60 = 1 / 41201






De la Ec.16 se obtiene: S más= 0.230 x 42353 = 9211.50 mts.

De la Ec.17 se obtiene: S medio= 0.230 x 41201 = 9476.30 mts.

De la Ec.18 se obtiene: S min= 0.230 x 40050 = 9741.11 mts.

Se calculan los traslapes transversales empleando las ecuaciones

correspondientes y se verifica si los traslapes transversales se encuentran

dentro de los límites permitidos.

De la Ec.20 se obtiene: v min= 25%

De la Ec.21 se obtiene: v medio= 27%

De la Ec.22 se obtiene: v máx.= 29%

Todos los traslapes se encuentran dentro de los límites admisibles [15%, 35%]

Por lo tanto Hv Abs para la línea de vuelo 2 es 6737.60 m.s.n.m.


Del análisis anterior se tiene:

Hv Abs= 6737.60 m.s.n.m.








De la Ec.13 se obtiene: Hv min= 6737.60 – 1000 = 5737.60 mts.

De la Ec.14 se obtiene: Hv más= 6737.60 – 400 = 6337.60 mts.




















Hv Abs= 6737.60 m.s.n.m.































Hv Abs= 6737.60 m.s.n.m.

























Como el traslape mínimo no se encuentra dentro de los límites admisibles

[15%, 35%], se debe adicionar un ∆v a los traslapes, de tal manera que estos

queden dentro los límites permisibles.

En este caso se determinó un ∆v=12%, este valor se eligió luego de un análisis

previo en una hoja de cálculo de Excel analizando la implicancia de este

incremento sobre la siguiente línea de vuelo, la hoja de cálculo se encuentra

en el disco adjunto al informe.

Los traslapes transversales con el nuevo incremento son:

v’ min = v min + ∆v = 19%

v’ medio = v medio + ∆v = 28%

v’ máx. = v máx. + ∆v = 35%


Debido a la variación en el traslape transversal, se producirá una variación en

la altura de vuelo.

∆ Hv=∆V∗St

∆ Hv=12%∗9211.50mts=1105.38mts

La Hv Abs para la línea de vuelo 5 es 6737.60+ 1105.38 =7842.98 msnm.



Hv Abs= 7842.98 m.s.n.m.


























Por lo tanto Hv Abs para la línea de vuelo 6 es 7842.98 msnm.

A continuación se muestra una tabla resumen de las alturas absolutas de las

líneas de vuelo.

Línea de vuelo Hv abs (msnm)L1 6737.60L2 6737.60L3 6737.60L4 6737.60L5 7842.98L6 7842.98

Tabla Nº4



Como las alturas de vuelo han variado con respecto a los cálculos iníciales, es

necesario realizar nuevamente la verificación de las escalas dentro de una

línea de vuelo.

6. Verificación de la escala dentro de una línea de vuelo.

Empleamos nuevamente la Tabla Nº1

Cuadro de CotasLi Cota min (m.s.n.m.) Cota máx. (m.s.n.m) ∆Cota (m)L1 200 1100 900L2 300 850 550L3 400 1200 800L4 650 1600 950L5 800 2350 1550L6 850 2750 1900

Tabla N°1

Empleamos algunas ecuaciones mencionadas anteriormente:


…… .. Ec .6

Hvmedia=Hv|−Cota|media…………Ec .12

Hvmin=Hv|−Cota|max…………Ec .13

Hvmax=Hv|−Cota|min…………Ec .14

Ef media= fHvmedia

…… ..Ec .15

Ef max= fHvmin

….….. Ec .10

Ef min= fHvmáx

…… ..Ec .11

Línea de Vuelo 1

De la Tabla Nº4

Hv absoluta= 6087.60 m.s.n.m.
















Línea de Vuelo 2

De la Tabla Nº4

















Línea de Vuelo 3

De la Tabla Nº4















Línea de Vuelo 4

De la Tabla Nº4

















Línea de Vuelo 5

De la Tabla Nº4

















Línea de Vuelo 6

De la Tabla Nº4















Línea de vuelo Hv abs (m)L1 6737.60L2 6737.60L3 6737.60L4 6737.60L5 7842.98



L6 7842.98

Tabla Nº2B

7. Dibujar los bordes del proyecto, los ejes de las líneas de vuelo con su centro de fotografía.

Se realizó sobre el papel mantequilla adjunto en el presente informe.

8. Determinar las coordenadas UTM de la entrada y salida en cada línea de vuelo.

Coordenadas UTM - WGS84 - Zona 18Coordenada Entrada Coordenada Salida

Línea de vuelo N E N EL1 8730800 252600 8759500 233600L2 8729300 261700 8767300 236850L3 8730850 269000 8773940 240750L4 8734890 274750 8777300 246400L5 8740000 279550 8778900 253750L6 8751000 280550 8779400 261650

Tabla Nº5

9. Calcular el área total a fotografiar en hectáreas, además del área cubierta por cada fotografía.

Determinar el área total fotografiada en el vuelo.

El área total fotografía se obtuvo al sumar las áreas de cada uno de los rectángulos que se observan en la Figura 1.



Figura 1

Área total fotografíaRectángulo base (km) Altura (km) Área(km2)

R1 6.9 34.4 237.36R2 6.9 47.75 329.475R3 9.2 51.7 475.64R4 6.9 51.5 355.35R5 6.9 46.75 322.575R6 6.9 34.05 234.945

Total 1955.345

Tabla Nº6

Por lo tanto el área total fotografiada en hectáreas es: 195 534.5 ha.

Determinar el área cubierta por cada fotografía.

El área cubierta por cada fotografía se determina mediante la siguiente expresión:

Af=( nEf

)2

…….Ec .23

Af=(0.23∗40050 )2=84851732.25m2=8485.17ha

10. Calcular la base en el aire (B) y la distancia entre líneas de vuelo (A) así como el rumbo de las líneas de vuelo.



Determinar la Base en el aire.

B=St (100%−u% )……….Ec .24

De la Ec. 3 se determinó St=9211.50 mts

B=9211.50∗(100%−60% )=3684.60mts .

Determinar la distancia entre líneas de vuelo.

De la Ec. 19:

A=St (100%−v% )………. Ec .19

De la Ec. 3 se determinó St=9211.50 mts

A=9211.50∗(100%−25% )=6908.63mts .

Determinar el rumbo de las líneas de vuelo.

El rumbo de las líneas de vuelo se determinó con la ayuda de un transportador, y fue medido sobre el papel mantequilla.

Rumbo=N 34 ºO

11. Determinar el número de líneas de vuelo, el número de fotografías por línea de vuelo y el número total de fotografías tomadas.

Determinar el número de líneas de vuelo.

Se mide con una regla la distancia entre los extremos de la primera y última línea de vuelo, se llama a esta distancia, LB=43700 mts medidos en el terreno real y se emplea la siguiente fórmula para determinar el número de líneas de vuelo.

¿ LV=LBA…… .. Ec .25

De la Ec.19 se determinó que A=6908.68 mts

Por lo tanto:

¿ LV= 437006908.68

=6.32=6 lineas devuelo

Determinar el número fotografías por línea de vuelo.



Para esto se mide la distancia entre el punto de entrada y salida de cada línea de vuelo, que la llamaremos LA y conociendo la escala del plano base, se calcula la distancia entre estos puntos, medidos en el terreno real.

Las distancias medidas se muestran en la siguiente tabla.

Línea de Vuelo LA (m)LV1 34300LV2 47300LV3 51600LV4 51500LV5 46700LV6 34100

Tabla Nº7

El número de fotografías por línea de vuelo se determina mediante la siguiente ecuación.

¿ FLV=LAB

+2…… ..Ec .26

El número de fotografías por línea de vuelo se resume en el siguiente cuadro.

Línea de Vuelo LA (m) # Fotos por línea de vueloLV1 34300 11LV2 47300 15LV3 51600 16LV4 51500 16LV5 46700 14LV6 34100 11

Tabla Nº8

En la línea de vuelo LV5, se realizó una pequeña modificación a la formula Ec.26 sumándole únicamente una unidad y no dos como muestra la ecuación, ya que la última fotografía se encontraba muy cerca de la salida de la línea de vuelo y no fue considerada.

Los datos obtenidos en la Tabla Nº8 fueron verificados, realizando un conteo manual de las fotos por cada línea de vuelo sobre el papel mantequilla.

Determinar el número total de fotografías tomadas.

Para esto basta sumar el número de fotografías obtenidas en cada una de las líneas de vuelo, mostradas en la Tabla Nº8.



¿ total de Fotografías=11+15+16+16+14+11=83 fotos

12. Determinar el intervalo de toma (∆t) – intervalo entre exposiciones.

Se considera una velocidad de vuelo del avión de 220 km/hr.

∆ t= Bvelocidad de vuelo

………Ec .27

De la Ec. 24 se determinó:

B= 3684.60 mts

De la Ec. 27:

∆ t=3684.60m

220Kmhr

=3.6846Km

220Kmhr

=0.0167hr=1min

13. Determinar el tiempo de vuelo para tomar fotografías (t), el tiempo de vuelo al aeropuerto más cercano y el tiempo total de vuelo

Determinar el tiempo de vuelo para tomar fotografías.

El tiempo de vuelo empleado en cada línea de vuelo se determina por la siguiente formula.

t=LA

velocidad de vuelo…… .. Ec .28

De la Tabla Nº8 se obtienen las longitudes de las líneas de vuelo y se considera una velocidad de vuelo del avión de 220 km/hr.

Los tiempos empleados por línea de vuelo se resumen en el siguiente cuadro:

Línea de Vuelo LA (m) t (min)LV1 34300 9.35LV2 47300 12.90LV3 51600 14.07LV4 51500 14.05LV5 46700 12.74LV6 34100 9.30



Total (min) 72.41

Tabla Nº9

Además se deben considerar 5 min adicionales por cada vez que el avión sale de una línea de vuelo e ingresa a la siguiente. A lo largo de todo el vuelo, el avión saldrá e ingresara a una línea de vuelo consecutiva, 5 veces, por lo tanto el tiempo a adicionar es de 5min x 5 = 25 min

Por lo tanto el tiempo total empleado para tomar las fotografías es:

72.41 + 25 = 97.41 minutos.

El tiempo del vuelo al aeropuerto más cercano.

Las coordenadas UTM en el sistema WGS 84 para el aeropuerto más cercano (Aeropuerto Internacional Jorge Chávez) son:

N= 8669785.13

E=269494.12

Zona 18

De la Tabla N°5 obtenemos las coordenadas de entrada de la línea de vuelo 1 y las coordenadas de salida de la línea de vuelo 6.

Coordenadas de Entrada LV1

N= 8730800

E=252600

Zona 18

Coordenadas de Salida LV6

N= 8779400

E=261650

Zona 18

Conociendo las coordenadas de entrada de la línea de vuelo 1 y las coordenadas del Aeropuerto internación Jorge Chávez, se determina la distancia entre estos dos puntos, ya que se encuentran en la misma zona geodésica.

d=√(8730800−8669785.13)2+(252600−269494.12)2=63310.55mts

Siendo el tiempo de viaje del aeropuerto a la entrada de la línea de vuelo 1 igual a:



t ida=63.3105km

220Kmhr

=0.2878hr=17.27min

Conociendo las coordenadas de salida de la línea de vuelo 6 y las coordenadas del Aeropuerto internación Jorge Chávez, se determina la distancia entre estos dos puntos, ya que se encuentran en la misma zona geodésica.

d=√(8779400−8669785.13)2+(261650−269494.12)2=109895.18mts

Siendo el tiempo de viaje desde el punto de salida de la línea de vuelo 6 al aeropuerto igual a:

t retorno=109.895km

220Kmhr

=0.4995hr=29.97min

Por lo tanto el tiempo de vuelo empleado para ir y volver del aeropuerto a la zona de toma de fotografías es:

t ida+t retorno=47.24min

Determinar el tiempo total de vuelo.

El tiempo total se obtiene sumando el tiempo empleado en tomar las fotografías más el tiempo empleado en el viaje desde el aeropuerto a la zona de trabajo y su posterior retorno al aeropuerto, todo ello multiplicado por un facto de 1.25 de seguridad ante imprevistos:

t total= (47.24+97.41 )∗1.25=180.81min

14. Determinar gráficamente los puntos de control necesarios para la Aero-triangulación.

Ver planos adjuntos.

15. Determinar el Costo ($) del proyecto de vuelo.

Se considera un costo unitario de $0.89 por hectárea fotografiada, del ítem 9 se determinó el área total a fotografiar, por lo tanto el costo del proyecto es:

Costo ($ )=0.89∗A=0.89∗195534.5=$174 025.705

16. Cuadro resumen de las líneas de vuelo.



Coordenada Entrada Coordenada Salida

Li

Cota Media(msnm) Hv abs

(msnm)N E N E

# fotos por línea

Traslape transversal

(%)LV-1 650 6737.60 8730800 252600 8759500 233600 11 27LV-2 575 6737.60 8729300 261700 8767300 236850 15 24LV-3 800 6737.60 8730850 269000 8773940 240750 16 22LV-4 1125 6737.60 8734890 274750 8777300 246400 16 28LV-5 1575 7842.98 8740000 279550 8778900 253750 14 27LV-6 1800 7842.98 8751000 280550 8779400 261650 11

Tabla Nº10

17. Especificaciones técnicas.

Citar: “Especificaciones Técnicas para la producción de Cartografía básica Oficial Escala 1:5000”-IGN

La fotogrametría es la disciplina que utiliza las fotografías para la obtención de mapas de terrenos. Los levantamientos fotogramétricos comprenden la obtención de datos y mediciones precisas a partir de fotografías del terreno tomadas con cámaras aéreas métricas. Se utilizan los principios de la perspectiva para la proyección sobre planos a escala, de los detalles que figuran en las fotografías. Los trabajos fotogramétricos deben apoyarse sobre puntos visibles y localizados por métodos de triangulación topográfica o geodésicos que sirven de control tanto planimétrico como altimétrico.

ESPECIFICACIONES PREVIAS AL VUELO.

a) Vuelo Fotogramétrico



El vuelo fotogramétrico tiene por objeto la obtención de fotogramas verticales de la zona de interés, las mismas que tendrán cobertura estereoscópica. Tomando en cuenta los márgenes necesarios para la óptima geometría del producto final.

b) Gráfico de Vuelo

Se graficaran las líneas de vuelo para poder establecer la situación

relativa de cada fotograma sobre cartografía existente.

Este gráfico mostrará las líneas de vuelo con la numeración correspondiente, Los ejes de las líneas de vuelo se presentaran uniendo los puntos principales de los fotogramas, cuyo número ordinal será múltiplo de 5, indicando la numeración del primero y último de cada pasada, también se consignaran los números de las líneas de vuelo, altura de vuelo, fecha y nombre de la entidad que realiza el vuelo, escala de la fotografía y escala de gráfico.

En el gráfico quedarán reflejados, como referencia, los núcleos

urbanos, vías de comunicación, cursos de agua y líneas de costa con sus topónimos.

c) Líneas de Vuelo

Toda la zona que se quiera cartografiar tiene que ser recubierta estereoscópicamente, utilizando tantas líneas de vuelo o pasadas como sean necesarias.

La dirección de las líneas y/o pasadas se determinara en función de la

geometría del área que se vaya a cartografiar y de la morfología del terreno.

Las correcciones de rumbo del avión entre las posiciones de dos

fotogramas consecutivos a lo largo de cada pasada no pueden ser superiores a 3º.

Los ejes de las líneas contiguas que tengan que ser paralelas no deben

formar un ángulo superior a los 5º.

Cada línea de vuelo sobrepasará los límites de la zona del proyecto, de tal manera que dos modelos estereoscópicos completos estén fuera del límite señalado. Donde la línea de vuelo es paralela al límite, la última línea de vuelo deberá caer completamente fuera de este.



d) Cobertura

Para asegurar que toda la zona de trabajo programada quede cubierta estereoscópicamente, se debe verificar que cada punto perteneciente a esta, aparezca al menos en dos fotografías. Es necesario obtener una zona de empalme triple en una línea de vuelo de por lo menos 20%, con una tolerancia de +/- 5%. Para asegurar un buen empalme y el recubrimiento total de la superficie de interés, se debe tener las consideraciones de traslape, conforme a la topografía del terreno

Traslape Longitudinal

Por lo general, el traslapo longitudinal promedio entre fotografías sucesivas deberá ser suficiente para proporcionar un cubrimiento estereoscópico, en este caso, la sobre posición máxima deberá diseñarse de acuerdo a las necesidades del proyecto, siendo el traslapo mínima no menor al 60%.

Traslape Lateral

El traslapo lateral será como mínimo 30%.El área de trabajo tendrá sobre posición estereoscópica. Si por alguna circunstancia una línea se interrumpiera, debe existir una nueva línea que, al menos tenga un modelo estereoscópico común con la anterior.

En caso de que el relieve sea demasiado extremo para imposibilitar que

los traslapes sean alcanzados, se deberán volar líneas auxiliares entre las líneas principales y paralelas a las mismas para lograr el cubrimiento requerido.

Las líneas de vuelo perimetrales deben cubrir más allá de la frontera del

proyecto, una franja de al menos 15% del ancho en el terreno de la línea de vuelo.

e) Determinación de la escala de vuelo.

Para determinar la escala de la fotografía aérea, es necesario conocer previamente la escala de cartografía que se pretende obtener y el intervalo deseado entre curvas de nivel.

El factor de ampliación es utilizado para determinar la escala de la fotografía y por consiguiente la altura de vuelo adecuada que permita obtener una exactitud posicional aceptable en su componente horizontal.



Para la producción de cartografía digital el máximo factor de ampliación permitido será 5.

La escala aproximada de los fotogramas en los puntos de cota media

será la siguiente: tolerancia de ± 10%.

La elección de la escala de vuelo estará determinada en función de la resolución de escaneo y del GSD que se espera obtener a fin de que sea menor que el GSDmax. La relación existente entre escala de vuelo, resolución de escaneo y tamaño del píxel en unidades terreno GSD.

Escala Tamaño de pixel Distancia medida en el terreno (GSD) tamaño en pixel en el terreno.

1 : 15000 20 micrones 30 centímetros1 : 20000 20 micrones 40 centímetros1 : 25000 20 micrones 50 centímetros

ESPECIFICACIONES PARA EL VUELO.

a) Condiciones meteorológicas.

Los vuelos deberán realizarse cuando el cielo este despejado, para obtenerse imágenes bien definidas y el terreno a fotografiar ofrezca una situación normal.

Evitar condiciones atmosféricas extremas que impidan cumplir con los

parámetros geométricos exigidos para el vuelo fotogramétrico. En condiciones de turbulencia, las imágenes pueden llegar a tener desviaciones excesivas de la vertical y efectos fuera de tolerancia

No se obtendrán fotografías cuando el terreno aparezca oscurecido por

niebla, bruma, humo o polvo, o cuando las nubes o sus sombras puedan ocupar el 5 % de la superficie del fotograma.

b) Proyecto de vuelo.



El proyecto de vuelo define de forma precisa los puntos de toma de cada una de las fotografías aéreas, así como todos los aspectos relacionados con la configuración y disposición de equipos y sensores.

El plan de vuelo será elaborado en formato CAD con base a la

información cartográfica disponible en el IGN, constituyendo el soporte de toda la información que contendrá el plan de vuelo.

Fichero de texto que contenga los siguientes campos delimitados por espacios:

ID Foto ID Pasada X (UTM) Y (UTM) H (altura Ortométrica)

c) Altura de vuelo.

Se proyectará cada pasada a una altura de vuelo tal que se cumplan simultáneamente estas dos condiciones:

El tamaño del píxel medio para todas las líneas será de 0.25 m. +/- 10%.

No habrá más de un 10 % de fotogramas en cada pasada con píxel

medio del fotograma mayor que el GSD nominal. En zonas montañosas estos porcentajes podrán variar, siempre previa aprobación de la planificación de vuelo por la Dirección Técnica.

d) Líneas de vuelo.

El efecto combinado de las correcciones del curso del avión, deriva y cabeceo no deben exceder una deriva aparente mayor a 10º en fotogramas sucesivos.

Se define como deriva aparente al ángulo formado entre la línea que

une la dirección de vuelo y la línea entre el punto principal y la imagen conjugada del punto principal en la fotografía adyacente de la línea de vuelo.

Para cada línea de vuelo los efectos de la deriva no excederán en

promedio 10º medidos desde la línea de vuelo y 10º entre dos exposiciones consecutivas.

Un bloque de fotografías aéreas será rechazado cuando el mismo presente en un 10% o más de líneas y/o fotografías, una variación superior a esta tolerancia.



Durante la toma de fotografía, la cámara debe ser compensada por la deriva del avión, con un error resultante que no exceda los 3º.

Los ejes de las líneas de vuelo deberán ser paralelos. La recta que une los puntos principales de los dos fotogramas extremos de cada línea, no formará en ningún caso un ángulo superior a 5º, con las rectas análogas de las líneas contiguas.

Dentro de lo posible se deberán evitar roturas de las líneas de vuelo. Cuando esta situación sea inevitable, la línea completa formada por los distintos segmentos deberá cumplir con las normas especificadas en este documento.

En las roturas de líneas, se deberán sobreponer al menos cuatro fotografías para asegurar un modelo estereoscópico de recubrimiento o enlace.

Las líneas de vuelo, salvo condiciones particulares de orografía se orientarán en dirección norte-sur, cuidando que la dirección asumida permita garantizar los parámetros de GSD.

En razón de que la tecnología actual permite realizar vuelos asistidos con equipos GPS, tanto para la navegación como para el registro de los puntos principales de las fotos, con el fin de disminuir puntos de control terrestre así como para obtener un mejor ajuste, se deberá prever en el plan de vuelo, la inclusión de líneas transversales dentro del bloque de la fotografía.

e) Cobertura.

Recubrimiento transversal medio entre pasadas colindantes 30 % +/- 5%. En ninguna circunstancia el recubrimiento transversal medio será menor del 25%.

Recubrimiento longitudinal medio entre fotogramas consecutivos 60%

+/- 3%. En ningún caso el recubrimiento transversal medio será menor del 57% y no quedarán zonas sin recubrimiento estereoscópico.

Las líneas de vuelo no deberán interrumpirse, en caso de que esto

llegare a ocurrir, la continuación de la línea se llevará a cabo tomando al menos 4 fotos anteriores a la última foto donde se originó el corte, de modo que se asegure la continuidad de la línea.

Tanto en el caso de huecos como en el caso de continuidad de líneas

de vuelo, las fotos complementarias deberán ser tomadas, en lo posible, con los mismos parámetros que las adyacentes, condiciones de iluminación semejantes a la línea original.



La cobertura de los límites de la zona de trabajo de los fotogramas que

limiten al norte o al sur de la zona de trabajo tendrán un 30% de su dimensión transversal fuera de los límites para asegurar la cobertura.

f) Vuelo Fotogramétrico.

Para realizar el vuelo fotogramétrico luego de la planificación previa de parámetros, altura de vuelo, orientación de recorridos, velocidad del avión, separación entre líneas de vuelo, etc., deberán ser adecuadamente controlados durante el vuelo.

No se aceptará ningún fotograma que tenga más del 10% de nubes, humos, polvo o brumas densas. Durante la ejecución del vuelo, según avance el procesado de datos, se enviará por correo electrónico para cada misión diaria el fichero RINEX de la trayectoria seguida por el avión y al menos dos imágenes rápidas “quickview” RGB (una del comienzo y otra del final).

En el caso de que se realicen los trabajos con varios aviones y cámaras se asegurará que los bloques sean fotografiados por una única configuración avión/cámara. El uso simultáneo de diferentes configuraciones de vuelo dentro de un mismo bloque de aerotriangulación dificultaría la realización de la orientación mediante técnicas ISO (Integrated Sensor Orientation). Durante el vuelo se tendrán en cuenta los siguientes aspectos:

Horario de vuelo La hora de toma deberá ser en el horario adecuado para evitar el efecto negativo de las sombras en las fotografías para lo cual según normas internacionales se debe observar la altura del sol sobre el horizonte mayor o igual a 40 grados sexagesimales. Se evitarán las horas que propicien reflexiones especulares y efectos "hot spot" en la zona útil del fotograma.

Condiciones meteorológicas La toma de fotografía se debe realizar en condiciones meteorológicas adecuadas a fin de evitar la presencia de nubes, bruma; vientos que impidan cumplir con las normas geométricas de las fotografías y que perjudiquen la calidad de las imágenes obtenidas. El vuelo para la obtención de las fotografías aéreas digitales será realizado cuando el cielo este despejado y puedan obtenerse imágenes bien definidas y el terreno a fotografiar ofrezca una situación normal. No se obtendrán fotografías cuando el terreno aparezca oscurecido por niebla, bruma, humo o polvo, o cuando las nubes o sus sombras puedan ocupar más del 10 % de la superficie del fotograma.



Las fotografías aéreas tendrán un máximo de 10% de nubes o sombras de nubes. Un bloque de fotografías aéreas será rechazado cuando el mismo presente en un 10% o más de fotografías, una nubosidad superior a la establecida. Desviación de la verticalidad de la cámara Menor de 4º sexagesimales. Entre fotogramas consecutivos, ángulo menor de 4º sexagesimales. Las desviaciones nunca comprometerán los recubrimientos fotogramétricos necesarios.

CONCLUSIONES

La planificación de vuelo fotogramétrico, es un gran avance tanto en la ingeniería como en la humanidad, ya que al disminuir el trabajo de campo y aumentar el trabajo de gabinete, proporciona un ambiente seguro de trabajo y ahorro de tiempo, que trae consigo un mayor avance en el levantamiento territorial tanto a nivel local como nacional.

Los métodos fotogramétricos no presentan igual precisión que los métodos geodésicos y topográficos, sin embargo este es un método mucho más rápido y económico, el cual sirve para planificar y muchas veces realizar un proyecto de pre-inversión.

Es importante tener las definiciones relacionadas con el plan de vuelo de manera clara para realizar una adecuada planificación del plan de vuelo y tener en cuenta no solo factores analíticos en el análisis, sino también factores externos como clima, entre otros.

RECOMENDACIONES



Reunir la mayor cantidad de datos posibles antes del análisis del plan de vuelo, esto nos permitirá analizar muchas posibilidades, y entre todas ellas elegir aquella que involucre menor costo y el menor índice que imprevistos durante el vuelo.

Conocer los aeropuertos más cercanos a la zona a volar, para escatimar gastos.

Trabajar sobre una mesa limpia, para no dejar manchas sobre los papeles de trabajo.

Fijar bien el plano base, para que este no se mueva durante el trazado de la plantilla.

Trabajar con el apoyo de una lupa y buena iluminación para determinar las cotas máximas y mínimas de cada línea de vuelo y traslape correspondiente.

ANEXOS







BIBLIOGRAFIA

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE. Principios de Fotogrametría.

2. CRUZADO QUIROZ, JULIO HÉRNAN. Fotogrametría y Explotación de Fotografías Aéreas.




Documents

Plan de Vuelo