Vuelo fotogramétrico
La realización de Vuelos Fotogramétricos viene abordándose históricamente desde la Consejería de Medio Ambiente (Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio en la actualidad) como fuente importante de información territorial, reconociendo sus grandes ventajas respecto a otras fuentes. Si originalmente se han utilizado las imágenes fotogramétricas para interpretación fundamentalmente de la vegetación (en espacios naturales o forestales), el potencial que ofrece esta metodología de captura de información ha favorecido que la Consejería apostara por la realización de vuelos para su explotación en otros ámbitos de interés ambiental, ya sea directamente sobre las imágenes fotogramétricas obtenidas o mediante el tratamiento de las mismas para obtener información base sobre la cual realizar los levantamientos de información, fundamentalmente en la generación de Ortofotos.
Hasta hace pocos años los vuelos fotogramétricos que se venían realizando utilizaban cámaras fotogramétricas analógicas que proporcionaban fotografías (principalmente verticales) en soporte analógico, que eran posteriormente digitalizadas mediante unos escáneres de alta resolución y exactitud geométrica (escáneres fotogramétricos) para disponer de los fotografias en formato digital. De esta forma la gestión, el mantenimiento, la explotación directa y la generación de productos derivados revolucionó la obtención de información a partir de los mismos. A partir de cada fotografía analógica se obtenía una imagen digital. Las películas fotográficas utilizadas podían ser pancromáticas, color, e infrarrojo color, obteniéndose imágenes digitales en escalas de grises, color natural o color infrarrojo respectivamente.
Actualmente todos los vuelos que se realizan, se hacen con cámaras fotogramétricas digitales de última generación y que pueden considerarse o denominarse sensores. Éstas pueden proporcionar varias imágenes ya que capturan información en diferentes zonas del espectro electromagnético.
Además de las cámaras fotogramétricas de última generación, las plataformas utilizadas para transportarlas (normalmente aviones), pueden transportar otro tipo de sensores, fundamentalmente el LIDAR, con el que se obtiene principalmente información altimétrica de muy alto detalle del territorio (pero también imágenes de intensidad). Actualmente es muy común que un avión (o helicóptero) transporte ambos tipos de sensores: cámara fotogramétrica digital y sensor LIDAR. La tecnología para la integración de los sensores en las plataformas aéreas (aviones, helicópteros,…) y la geometría en las que se basan las técnicas de cálculo y obtención de productos tienen su base en la Fotogrametría clásica, por ello al hablar de vuelos con cámaras digitales y LIDAR (sensores aerotransportados) suele hablarse de vuelos Fotogramétricos/LIDAR ó vuelos combinados cuando se realiza la captura de información simultáneamente con ambos sensores.
Fotograma
El objetivo fundamental de la realización de los vuelos Fotogramétricos y/o vuelos LIDAR, es disponer de imágenes y datos de gran detalle (muy alta resolución) de todo o parte del territorio regional de Andalucía, conformando uno de las bancos de información territorial y ambiental más importantes, no solo por la calidad sino también por la continuidad de la información recogida y la interpretación que permiten tanto las imágenes y datos obtenidos directamente de los vuelos, como los productos generados o derivados a partir de los mismos. La información obtenida mediante la realización de los vuelos (imágenes fotogramétricas, datos altimétricos, imágenes de intensidad de señal recibida con sensor LIDAR,…) puede explotarse directamente (interpretación temática, análisis multitemporales, evaluación ambiental, informes periciales,…) o ser tratada para la explotación indirecta o la obtención de productos derivados (restitución cartográfica o temática, generación de curvas de nivel, generación de modelos digitales de elevaciones (terreno / superficie-vegetación / superficie-edificios), obtención de Ortofotografías, interpretación numérica de imágenes ortorectificadas, inventarios forestales,…).
La realización de los Vuelos Fotogramétricos/LIDAR que viene abordando la Consejería históricamente, y actualmente en el marco de la REDIAM, se materializa mediante la ejecución de dos tipos de proyectos en los que se pueden clasificar estos vuelos, y que están en función no solo del objeto sino también y principalmente del ámbito de actuación:
- Vuelos fotogramétricos en ámbitos locales: Son vuelos fotogramétricos que persiguen la disponibilidad de una cobertura del territorio con un interés muy específico para cubrir una necesidad de información que suele ser muy concreta, aunque después puedan utilizarse con otros fines no contemplados en la planificación original del mismo:
- Vuelos sobre espacios naturales, forestales,…: Evaluación e interpretación de la vegetación, usos del suelo,…. vuelos LIDAR para inventarios forestales.
- Vuelos sobre incendios forestales u otras contingencias similares (desastres naturales, corrimientos de ladera, vertidos de residuos,…): Evaluación del grado de afección del incendio, vegetación afectada, suelos degradados, contaminación…
- Vuelos para el control de policía ambiental (canteras, urbanizaciones ilegales,…): Evaluación de cambios temporales, detección inmediata mediante interpretación directa,…
- Vuelos sobre ámbitos cubiertos por láminas de agua y entornos cercanos a las mismas: Estudios de modelización hidrológica, estudios de riesgos de inundabilidad, redes hidrográficas,…
- Vuelos sobre trazas de vías Pecuarias para el deslinde y amojonamiento de las mismas, o similares.
- Vuelos sobre ámbitos varios de interés : Planes de Especial Protección, Espacios Naturales Protegidos…
En este sentido pueden mencionarse todos los trabajos sobre el ámbito del Guadiamar, sobre los incendios forestales producidos en los últimos años (a partir de 2000), todos los trabajos fotogramétricos realizados para la obtención de cartografía de detalle para Vías Pecuarias, vuelos infrarrojos para interpretación de vegetación en casi todos los espacios naturales y/o forestales de la región….
- Vuelos fotogramétricos regionales o englobados en planes o programas de cobertura regionales: El objetivo fundamental de estos vuelos es disponer de las imágenes necesarias para la correcta cobertura territorial regional ó parcialmente regional para la generación de Modelos Digitales de Elevaciones y la obtención de Ortofotos, que conforman las Bases Cartográficas de Referencia Planimétricas y Altimétricas regionales de detalle. Además con la realización de estos proyectos se dispone de una cobertura estereoscópica de la región para la interpretación o restitución estereoscópica (3D) del territorio sobre los fotogramas ó imágenes fotogramétricas obtenidas.
Scanner ZI
La realización de vuelos Fotogramétricos/LIDAR en el marco de la REDIAM se materializa mediante la ejecución de vuelos por parte de la Consejería ó en colaboración con otros organismos o administraciones públicas que al igual que ésta centran su actividad en la adecuada gestión del territorio.
Habitualmente todos los vuelos locales de interés ambiental son abordados directamente por la Consejería, mientras que los vuelos para los proyectos regionales son abordados mediante colaboraciones. En este sentido, pueden destacarse las actuaciones que han desarrollado históricamente en la ejecución de Vuelos Fotogramétricos/LIDAR la Dirección General de Gestión de Medio Natural, la Agencia Andaluza del Agua, la Oficina de Vías Pecuarias o la Oficina Técnica del Guadiamar.
Se encuentra en vigor el Acuerdo de Colaboración firmado en 2001 entre las Consejerías de Obras Públicas y Transporte, Agricultura y Pesca, y Medio Ambiente, con objeto de establecer y desarrollar un Programa Regional de obtención de Bases Cartográficas de Referencia de cobertura territorial de la región andaluza: Ortofotos y Modelos Digitales de Elevaciones (y fotogramas orientados), para satisfacer las necesidades que administración regional y usuarios de otros ámbitos necesitan para desarrollar su actividad centrada en el adecuado control y gestión del territorio.
Con el mismo objeto se han firmado Convenios de Colaboración entre la Junta de Andalucía (representada por el Instituto de Cartografía de Andalucía) y el Instituto Geográfico Nacional (Ministerio de Fomento) con objeto de abordar el Plan Nacional de Ortofoto Aérea (PNOA) con los mismos fines ya comentados y en diferentes períodos: 2004-07; 2008-09;…
Cámara ADS40
En función del tipo de vuelo a realizar (Fotogramétrico, LIDAR o combinado), la metodología en la realización de estos trabajos sigue unos patrones aproximados que pueden resumirse en los siguientes:
- Definición de objeto para el que se realiza el vuelo e identificación del nivel de detalle (resolución geométrica y radiométrica) y de la fecha más adecuada para cubrir la necesidad de obtener información territorial, mediante esta tecnología. Al mismo tiempo es importante conocer si los productos del vuelo se utilizarán directamente o servirán para obtener productos derivados: orientación de imágenes (estereoscopía), generación de Modelos Digitales de Elevaciones, obtención de cartografía vectorial (restitución ó digitalización) ó generación de Ortofotos,…
- Planificación del vuelo fotogramétrico/LIDAR: Definición de fechas y horas de vuelo, alturas de vuelo, geometría de las pasadas, tamaño de píxel en el terreno a capturar mediante imágenes fotogramétricas ó resolución de puntos (ptos/m2) en la obtención de alturas del terreno mediante sensor LIDAR,… Todos estos parámetros están muy relacionados con las características y prestaciones de los sensores a utilizar (cámaras fotogramétricas digitales, sensores LIDAR,…).
En esta planificación es necesario conocer lo más correctamente el territorio y el relieve del mismo, para lo cual es necesario disponer de cartografía previa, fundamentalmente del relieve (mediante MDE aproximados del mismo) ya que la geometría, recubrimiento de pasadas del vuelo, está muy relacionada con éste.
Además hay que tener muy en cuenta la disponibilidad de estaciones GPS en tierra disponibles o necesarias para la realización del vuelo. La exactitud geométrica del trazado de las pasadas y de los datos obtenidos mediante captura de información (posiciones aproximadas de los sensores) dependen muy directamente de la disponibilidad de estos elementos en tierra. Por tanto, los pasos a seguir son:
- Ejecución (realización) del vuelo fotogramétrico/LIDAR…, procesado de datos y generación de productos.
- Control de calidad de la geometría del vuelo realizado y de los productos obtenidos.
- Tratamiento de los datos (productos generados), generación de Metadatos e integración en el Repositorio de información de la Rediam.
- Explotación y difusión de productos disponibles.
En función del sensor utilizado en el vuelo a realizar, ya sean de forma combinada o independiente, pueden obtenerse una serie de productos.
- Bases cartográficas de referencia. A partir de los que se realizan con sensores-cámaras fotogramétricas digitales, podemos obtener:
- Localización y posición muy aproximada de los centros de proyección (puntos de captura) de los fotogramas en el momento de la exposición obtenidos a partir de sistemas de navegación y orientación en vuelo (Sistema de Posicionamiento Global (GPS) para la determinación de posiciones X, Y, Z y Sistemas Inerciales (INS) para la determinación de los ángulos Omega, Phi, Kappa de giro en el momento de la exposición en cada captura fotogramétrica).
- Fotogramas o imágenes fotogramétricas digitales del territorio, a una determinada resolución geométrica y radiométrica, y con georreferenciación muy aproximada obtenida a partir de los parámetros de localización y posición (GPS+INS). Podemos disponer de imágenes digitales en color natural, infrarrojo color, pancromáticas, imágenes en los canales rojo, verde, azul,…
- Certificado de calibración de la cámara, necesario para fases posteriores del proceso fotogramétrico-cartográfico.
Actualmente en el ámbito de la REDIAM todos los vuelos fotogramétricos se realizan con cámaras digitales de última generación, ya sean de pequeño o gran formato, de barrido o frame,… Antes de que la tecnología proporcionara este tipo de cámaras, los vuelos fotogramétricos se realizaban con cámaras fotogramétricas analógicas que proporcionaban imágenes del territorio en rollos de película (negativos). Estos rollos debían revelarse para obtener los fotogramas en papel, y escanearse para disponer de los fotogramas en formato digital. El proceso de digitalización de estos negativos se realiza con escáner fotogramétrico. En función de la película utilizada se obtienen diferentes tipos de imágenes: película B/N (imágenes pancromáticas), película color (imágenes en color natural), película color infrarroja (imágenes en colores artificiales ó pseudo colores utilizados fundamentalmente para interpretación de la vegetación,…)
- Gráfico de imágenes analógicas escaneadas. A partir de los que se realizan con sensores LIDAR, podemos obtener:
- Datos altimétricos del terreno: Nubes de puntos con altura de elementos del territorio: terreno, edificios, infraestructuras, árboles y vegetación, en la densidad (puntos/m2) planificada en el vuelo. La altura obtenida para cada uno de los puntos del territorio es Ortométrica (respecto a nivel medio del mar) y se calcula a partir de la altura de la trayectoria del avión sobre el nivel del mar.
- Imágenes de intensidad de los pulsos recibidos, es decir, de la señal recibida de cada punto observado.