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8/19/2019 Fenomeno de Las Mareas y Fotogrametria
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FENOMENO DE LAS MAREAS
La marea es el movimiento periódico de ascenso y descenso de las aguas del mar,
producido por las perturbaciones gravitatorias del Sol y de la Luna en la Tierra. Su
frecuencia es de dos veces por día aproximadamente, y su amplitud, que también varía
de día a día, depende de la fase de la Luna, siendo máxima con luna llena o luna nueva.
n estos casos, se dice que !ay mareas vivas "o si#igias$. %uando la marea sube y llega
a su máximo nivel se dice que se !a alcan#ado la pleamar& cuando a continuación
desciende y llega al mínimo se llama ba'amar. La amplitud de marea es la diferencia
entre los niveles de pleamar y ba'amar.
(saac )e*ton "+-$, dio la explicación científica de las mareas en su obra /0rincipia
1at!ematica2, constituyendo un importante éxito de su teoría de la 3ravitación, ya que
permitió una acertada predicción cualitativa de las mareas en cualquier época del a4o y
en cualquier latitud.
l estudio del fenómeno de las mareas es muy comple'o. (ntervienen muc!os
parámetros que no pueden contemplarse en el planteamiento ne*toniano. 0or e'emplo,
depende de la forma y características de la costa, de si el mar es interior, de factores
climáticos ocasionales, etc. l estudio cuantitativo se reali#a considerando las mareas
como un fenómeno ondulatorio, en muc!os casos resonante. 0ero el origen del
fenómeno es gravitatorio, y algunos de sus aspectos van a ser tratados en este e'ercicio.
Descripción del fenómeno de la marea
l fenómeno es comple'o y explicarlo requiere nociones de mecánica y algunosconocimientos matemáticos. )o !ay que olvidar que las matemáticas son el lengua'e de
las ciencias y tanto las fuer#as de marea como la gravitación universal se describen
me'or con ellas.
n un primer momento las mareas se !an descrito como lo !acía 0linio el 5ie'o, a partir
de la observación y registro durante muc!os a4os de la altura de la marea& y en el caso
concreto de la costa atlántica francesa se !an constatado los fenómenos siguientes6
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7os mareas al día separadas por un intervalo medio de +8! 89m +:s. Se
dice que la marea es semidiurna. La marea alta sigue el tránsito de la Luna por el meridiano superior y el
meridiano inferior en un intervalo de tiempo casi constante& este intervalo se
denomina stablecimiento 1edio de 0uerto ";! +
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l que las mareas altas sucedan tras los tránsitos de la luna por los
meridianos en mayor medida que tras los tránsitos del sol, implica que la fuer#a
de marea lunar debe ser superior a la del sol. La presencia de mareas fuertes durante los equinoccios implica que la
marea solar es más fuerte cuando el sol está próximo al plano del ecuador
terrestre, y del mismo modo, para la componente lunar, la marea lunar es más
fuerte cuando la Luna está próxima al ecuador terrestre. %omo se supone que las fuer#as de marea son de naturale#a
gravitacional, se puede esperar que sean proporcionales a la masa de los cuerpos
perturbadores y que varíen en función de la distancia. >asta aquí no !emos !ec!o más que describir la marea lunisolar
semidiurna observable en nuestras costas. 0ara explicar esta fuer#a de marea
debemos de recurrir a las nociones de mecánica ne*toniana.
Tipos de Marea
La observación de las mareas muestra que el factor semi?diurno es generalmente
preponderante, sobre todo en nuestras costas y en general en las dos orillas de la costa
atlántica. 0ero no ocurre siempre así porque en la superficie de nuestro planeta se
distinguen cuatro tipos de marea. La marea semi?diurna, la marea semi?diurna dedesigualdad diurna, la marea mixta y las mareas diurnas
+. La marea semi?diurna
Los factores diurnos son inapreciables ante los factores semi?diurnos, así que tienen
lugar dos mareas de importancia parecida por día& estas mareas son características en
nuestras costas.
8. La marea semi?diurna de desigualdad diurna
Los factores diurnos apenas son apreciables ante los semi?diurnos. Tienen lugar
entonces dos pleamares y dos ba'amares por día, pero las alturas de las mareas pueden
ser muy diferentes tanto en ba'amar como en pleamar& estas mareas son características
en el @ndico y en algunos lugares del 0acífico como por e'emplo en Seattle "AA$.
;. La marea mixta
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Los factores diurnos predominan pero los factores semi?diurnos aparecen relevantes en
función de la declinación de la Luna. Tienen lugar entonces dos mareas por día cuando
la Luna está próxima al ecuador con declinación B C DE, y una =nica marea por día
cuando la Luna está próxima a su máxima declinación B F ? 8-E, o GH8-E. stas mareas
son características en (ndonesia, 5ietnam, Intillas, costas de Siberia y IlasJa.
:. Las mareas diurnas
Los factores semi?diurnos son inapreciables frente a los factores diurnos. Tiene lugar
entonces una =nica marea cada día. stas mareas son características en el 0acífico, en
Siberia oriental y en el golfo de TonJin. Las amplitudes de las mareas son máximas
cuando la declinación de la Luna es extrema, ba'o los trópicos, de a!í su nombre
/mareas trópicas2& y son mínimas cuando la Luna está sobre el ecuador. %omo la fuer#a
de marea está determinada por factores como la distancia de los astros perturbadores,
sus declinaciones y las fases lunares, encontramos en las variaciones de la fuer#a de
marea diferentes ciclos resultado de la combinación de los intervalos que determinan
estos factores6
Factor distancia
1es anomalístico de la Luna, intervalo entre dos perigeos 8,99:99D+ d (ntervalo entre dos peri!elios ;9,89;; d
Factor declinación de la Luna
1es draconítico, intervalo entre dos pasos consecutivos de la luna por el nodo
ascendente de la eclíptica, 8,8+888D d 1es trópico, 8,;8+9-8; d
Factor declinación del Sol
I4o eclíptico, paso del sol aparente por el nodo lunar, ;:,8DD9 d I4o trópico, intervalo entre equinoccios, ;9,8:8+-< d
Factor fases lunares
1es sinódico, intervalo entre dos fases lunares, Luna llena o nueva, 8
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Mareómetro
1areómetro o mareógrafo es el aparato que sirve para medir o registrar las mareas, se
suele situar en las entradas de los puertos para orientar e informar a los barcos de la
disposición de calado existente. Korman parte de las redes de meteorología y
oceanografía para la ayuda a la navegación marítima.
Seg=n el fenómeno utili#ado para reali#ar la medida se pueden distinguir diferentes
tipos de mareómetros6
Mareógrafo Aanderaa, llamados también mareógrafos de presión,
obtienen el nivel del mar a partir de la medida de la presión !idrostática. sta
medida está influenciada por la presión atmosférica y es necesario, a no ser que
el propio medidor lo realice, efectuar la corrección correspondiente.
Mareógrafo Sonar, llamado también ac=stico S)IM usa el principio
de medición de distancia por el eco de un sonido. Suele estar compuesto por un
emisor ? receptor de ultrasonidos colocado a una distancia de la superficie del
agua y mediante la medición del tiempo que tarda en llegar el eco de una se4al
que !a mandado determina el nivel de la marea. ste dato, 'unto con la fec!a y la
!ora es guardado o enviado a un sistema de análisis.
Correntómetro
%orrentómetro o corrientímetro es un instrumento apto a medir la velocidad de
corrientes en el mar, en los ríos, arroyos, estuarios, puertos, modelos físicos en
laboratorio, etc... xisten algunos modelos que además registran su dirección,
profundidad e inclinación respecto de la vertical, temperatura de agua de mar, presión y
conductividad. Su modalidad de registro puede ser papeleta inscriptora, cinta magnética
o memoria de estado sólido.
xisten varios tipos de correntómetros, siendo los más empleados los de !élice de los
cuales !ay de varios tama4os& cuanto más grandes sean los caudales o más altas sean lasvelocidades, mayor debe ser también el tama4o del aparato. %ada correntómetro debe
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tener un certificado de calibración en el que figura la fórmula necesaria para calcular la
velocidad del agua sabiendo el n=mero de vueltas o revoluciones de la !élice por
segundo. stos correntómetros se calibran en laboratorios de !idráulica& una fórmula de
calibración, como la empleada en nuestro estudio, es la siguiente6
v C a n H b
7onde6
v6 es la velocidad del agua, expresada en mNs.
n6 es él n=mero de vueltas de la !élice por segundo.
a6 es el paso real de la !élice en metros.
6 es la llamada velocidad de frotamiento en mNs.
%omo el correntómetro mide la velocidad en un punto determinado, para obtener la
velocidad media de un curso de agua se debe, en ciertos casos, medir la velocidad en
dos, tres o más puntos, a diversas profundidades a lo largo de una vertical y a partir de
la superficie del agua.
Sondeos
l sondeo es la determinación de la profundidad del agua. l método de sondeo más
sencillo& que se !a empleado desde épocas muy antiguas y se sigue usando para medir
profundidades relativamente peque4as, es la utili#ación de la sonda o escandallo, que
consiste en una cuerda o cable de gran longitud con un peso en su extremo. l cable está
marcado de intervalos de forma que al ec!arlo al agua, la persona que lo mane'a puede
determinar la profundidad en cuanto el peso toca el fondo. ntre las adaptaciones deeste sistema figuran complicados dispositivos de sondeo que determinan la profundidad
a partir de la presión. ste método fue utili#ado en el transcurso de los siglos y permitió
reconocer los fondos marinos, pudiendo elaboraremos tarde, las primeras cartas marinas
donde se se4alaron los diversos materiales que formaban los fondos6 arenas finas,
conc!uelas, limo, casca'o, etc. La tecnología propicio el dise4o de aparatos que
permitieran estudios más completos debido a que las simples descripciones con las que
contaban no eran suficientes para el avance del conocimiento de los fondos marinos,
sobre todo en las profundidades oceánicas.
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Ecosonda
Ana ecosonda es un instrumento para detección ac=stica usado para medir la distancia
existente entre la superficie del agua y ob'etos suspendidos en el agua o que reposan en
el fondo. s un equipo esencial para la navegación segura ya que la ecosonda detecta los
ob'etos sumergidos emitiendo pulsos sónicos que envía el transductor, el cual se instala
en el casco o se !ace descender !asta la profundidad deseada a fin de medir los ecos
refle'ados
Los primeros ecosondas fueron las utili#adas por el Ilmiranta#go Oritánico durante la
0rimera 3uerra 1undial y vinieron a sustituir la antigua metodología de cable y
plomada utili#ada para medir profundidades en el mar. Las modernas proporcionan
indicaciones muy precisas de la distancia a la que se encuentran los ob'etos sumergidos.
Si se observa el tono del eco efecto conocido como efecto 7oppler, se obtiene
información muy valiosa sobre cómo se despla#an los ob'etos "por e'emplo, un
submarino o un pe#$ y en qué dirección lo !acen.
!so6 La ecosonda indicará un buen n=mero de detalles batimétricos sobre el terreno y
sobre la tipología del fondo, la presencia de rocas, arrecifes coralinos, bancos de peces,
restos de naufragios, embarcaciones !undidas y otros ob'etos que pudieran representar un riesgo pero que no constan en las cartas de navegación.
Mesultan imprescindibles a la !ora de maniobrar en áreas con poca profundidad, en las
que existe riesgo de encallar
Aforo
Se define aforo como la medida de la cantidad de agua que lleva una corriente en una
unidad de tiempo.
1étodos de aforo6
s necesario medir la cantidad de agua de las fuentes, para saber la cantidad de
población para la que puede alcan#ar. l aforo es la operación de medición del volumen
de agua en un tiempo determinado. sto es, el caudal que pasa por una sección de un
curso de agua. l valor del caudal mínimo debe ser mayor que el consumo máximo
diario con la finalidad de cubrir la demanda de agua de la población futura. Lo ideal
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sería que los aforos se efect=en en las temporadas críticas de los meses de estia'e "los
meses secos$ y de lluvias, para conocer caudales mínimos y máximos.
xisten varios métodos para determinar el caudal de agua y los más utili#ados en los
proyectos en #onas rurales son los métodos volumétrico y de velocidad?área. l
primero es utili#ado para calcular caudales !asta con un máximo de +D lts.Nseg. y el
segundo para caudales mayores a +D lts.Nseg..
M"todo volum"trico6 l método consiste en tomar el tiempo que demora
en llenarse un recipiente de volumen conocido. 0osteriormente se divide el
volumen en litros entre el tiempo promedio en segundos, obteniéndose el caudal
en lts. Nseg. M"todo de velocidad # $rea6 %on este método se mide la velocidad del
agua superficial que discurre de la fuente tomando el tiempo que demora un
ob'eto flotante en llegar de un punto a otro en una sección uniforme. Se toma un
trec!o de la corriente& se mide el área de la sección& se lan#a un cuerpo que flote,
aguas arriba de primer punto de control, y al paso del cuerpo por dic!o punto se
inicia la toma del tiempo que dura el via'e !asta el punto de control corriente
aba'o. l resultado de la velocidad se a'usta a un factor de D.- a D.<
M"todo de vertedero % canaletas& Iforo con vertedero es otro métodode medición de caudal, =til en caudales peque4os. Se interrumpe el flu'o del
agua en la canaleta y se produce una depresión del nivel, se mide el tama4o de la
lámina de agua y su altura. l agua cae por un vertedero durante cierto tiempo,
se mide la altura de la lámina y se calcula la cantidad de agua que se vertió en
ese tiempo.
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FOTO'RAMETR(A
Kotogrametría es el arte, la ciencia y la tecnología de obtener información confiable de
ob'etos físicos y su entorno, mediante el proceso de exponer, medir e interpretar tanto
imágenes fotográficas como otras, obtenidas de diversos patrones de energía
electromagnética y otros fenómenos.
Fundamento de la fotogrametr)a
l principio en el que se basa la fotogrametría consiste en proyectar en forma ortogonal
sobre un plano de referencia, la imagen registrada en una fotografía, la cual !a sido proyectada sobre el negativo mediante la proyección central, que es la usada por las
lentes. n fotogrametría se asume que la proyección central es perfecta, lo cual implica
que6
)o existe desviación de los rayos de lu# que atraviesan los lentes de la
cámara. La imagen se proyecta sobre una superficie perfectamente plana. La relación matemática que relaciona el ob'eto y su imagen se conoce
con el nombre de principio de colinealidad.
Aplicaciones de la fotogrametr)a
La primera utili#ación de la fotogrametría consistió en la reali#ación de mapas y planos
topográficos. 7e !ec!o, los mapas base de la cartografía de cualquier país, son
obtenidos mediante ella. Ictualmente, además de la reali#ación de estos mapas base, se
reali#an muc!os otros tipos de mapas de carácter especial, los cuales pueden presentar gran variedad de escalas, y se utili#an en el proyecto y dise4o de obras tales como
autopistas, carreteras, vías de ferrocarril, puentes, tuberías, oleoductos, gasoductos,
líneas de transmisión, presas !idroeléctricas, estudios urbanos, etc.
Idemás de estos mapas, orientados principalmente al desarrollo de obras de ingeniería
civil, podemos mencionar mapas reali#ados para uso catastral, mapas geológicos, mapas
de suelos, mapas forestales, etc.
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7entro de las disciplinas que se benefician de la fotogrametría no topográfica podemos
mencionar a la arquitectura, en el levantamiento de monumentos y de sitios& la
arqueología, en aplicaciones similares a las usadas en arquitectura& la bioestereometría,
en el estudio de formas de seres vivos& la construcción naval, la automotri# y la de
maquinaria pesada !acen también uso de esta disciplina.
Ana importante cantidad de la información cartográfica producida mediante el empleo
de la fotogrametría, es utili#ada como referencia espacial en bases de datos digitales.
stos, se integran con otros datos obtenidos por diferentes medios, generalmente de
carácter cualitativo y descriptivo para conformar sistemas de información geográfica
"S(3$.
Fotogrametr)a A"rea
s aquella que utili#a fotografías tomadas desde una cámara aerotransportada. ste
!ec!o implica que su e'e óptico casi siempre es vertical, y que su posición en el espacio
no está determinada. 3eneralmente, las cámaras usadas son de formato 8; P 8; cm, ya
que son las más apropiadas para los traba'os cartográficos a los cuales está destinada.
Ictualmente cobra importancia la fotografía aérea de peque4o formato, debido a sus
venta'as de accesibilidad económica. tra modalidad que gana importancia la
constituye la fotogrametría espacial, que utili#a imágenes estereoscópicas tomadas
desde satélites de observación de la tierra.
Restituidor fotogram"trico
An restituidor es el instrumento que mide segmentos estereoscópicos de fotografías
aéreas y con ello posibilita el tra#ado de mapas y planos. 0ara ello necesita dosfotografías superpuestas en aproximadamente un DQ, una proyectada en filtro a#ul y la
otra en ro'o, y gracias a un sistema óptico el operador puede visuali#ar una solo imagen
en tercera dimensión. La manera en que deben ser superpuestas las fotografías es
se4alada por un punto de control que tiene cada imagen. %uando las fotografías !an sido
proyectadas y sus puntos de control alineados, el operador del restituidor procede a la
digitali#ación de las elevaciones del terreno.
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volución de los equipos de restitución fotogramétrica
n fotogrametría existe gran variedad de dispositivos que permiten usar fotografías
aéreas para la elaboración de mapas y modelos, sin embargo el más utili#ado es el
restituidor, que posibilita la reconstrucción de la posición absoluta de los elementos deun terreno en un modelo estereoscópico, la observación estereoscópica de un modelo y
el registro de posiciones calculadas.
%on el paso del tiempo el funcionamiento, los componentes, el tama4o y la efectividad
del restituidor !a cambiado en función de la tecnología. n esta evolución se distinguen
tres períodos6 Inalógico, analítico y digital.
Tipos de restituidores fotogramétricos. volución
*+ Restituidor de pro%ección
l nacimiento de los restituidores fotogramétricos se da en +
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Atili#a una óptica más sofisticada en comparación con el restituidor de proyección. I
diferencia del restituidor analítico relaciona coordenadas mediante proyección óptica
"restituidores ópticos$ o mediante barras "restituidor mecánico$.
Kig. 8 Mestituidor analógico
n la primera mitad del siglo fueron ideadas máquinas para reali#ar diferentes
productos de fotogrametría directamente de las fotos, dic!os aparatos fueron inventados
!acia los entre los a4os de +
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Kig. ; estereoplanigrafo %9
stos instrumentos de restitución se clasifican acorde a la exactitud y la magnitud de la
aplicación en que se usan, esta clasificación está dividida en tres órdenes de la siguientemanera6
0rimer orden6 Asados en la impresión de traba'os fotogramétricos aéreos
y terrestres y disponen de instrumentos de alta precisión y métodos de
reconstrucción por un !a# de rayos.
Segundo rden6 Son similares a los de primer orden, pero no poseen la
misma exactitud. Tercer orden6 stos instrumentos poseen sistemas mecánicos que no son
tan exactos como los equipos de mayor magnitud. n realidad estos equipos son
usados para traba'os de peque4a y mediana escala y de fotointerpretación, no usa
la reproducción por !a# de rayos.
Idemás de los instrumentos óptico?mecánicos usados en la reproducción automática,
existen restituidores que corrigen el despla#amiento debido al relieve, y que son usados
en tareas de tercer orden, y son los siguientes6
Mestituidor radial lineal6 este instrumento está basado en reconstruir la imagen a
partir de la intersección de dos direcciones radiales de los puntos principales de la foto,
dic!o instrumento cuenta con un estereoscopio, dos portafotos que soportan las fotos
su'etándolas a una plataforma transparente y un mecanismo de medición y pantógrafo,
que es una estructura compuesta de bra#os conectados que permite reali#ar tra#os de
igual o mayor escala, a medida que el operario va despla#ando los sistemas de palancas.
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Mestituidor radial planímetro6 es igual al lineal, con diferencias en el dise4o de
los mecanismos ópticos y mecánicos.
Kig. : restituidor radial a$ lineal y b$ planimetrico
stereotopo6 es un equipo de restitución de tercer orden que reproduce a través
de pantografía, una imagen con precisión aceptable, la imagen corregida con respecto a
diferencias de alturas, este dispositivo dispone de estereoscopio de espe'os, barra de
parala'e, una guía de medida, portafotos y accesorios auxiliarles. stereomicrometro6 este equipo restituye la foto, corrigiendo los errores que se
deben a la inclinación de la cámara.
Kig. 9 stereotopo Ueiss?berJoc!en
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Kig. stereomicrometro Santoni
;. Mestituidor Inalítico6
Se convierte en el instrumento más usado para la elaboración de mapas en fotogrametría
gracias a la introducción de los computadores en la década de los DVs, pues con ellos se
agili#an y precisan cálculos. %on la aparición de este tipo de restituidor se dio un
cambio de papel a formato digital.
Kig. Mestituidor analítico
ste tipo de restituidor es un sistema de restitución que soluciona de forma matemática
la relación entre las coordenadas imagen de puntos y las coordenadas de puntos
ob'etoNterreno definidas en un sistema de coordenadas tridimensionales. Se basa en
métodos matemáticos y mantiene la visión estereoscópica convencional, pero todos los
procesos de orientación y cálculo se reali#an de forma numérica lo cual le otorga
superioridad respecto al restituidor analógico.
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Los restituidores analíticos constan de dos elementos básicos "un estereocomparador de
precisión y un ordenador con un procesador$ y varios elementos periféricos "teclado,
pantalla alfanumérica y tra#adora o impresora$. l movimiento de la marca flotante se
puede con manivelas o con controladores de mano.
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l uso de este restituidor presenta venta'as como6
Se pueden utili#ar fotografías de cualquier tipo6 verticales, oblicuas,
!ori#ontales, inclinadas, panorámicas entre otras.
)o se presentan restricciones en cuanto a la distancia focal. levada precisión. Se pueden almacenar y recuperar todos los datos introducidos. Kacilidad y sencille# en revisión de datos y corrección de errores. Se cuenta con programas fotogramétricos automati#ados que ayudan y
aceleran la reali#ación de tareas.
ste tipo de restituidores se pueden clasificar en consideración de criterios como la
configuración y la calidad de sus componentes y los programas que utili#an. Ilgunos de
los tipos más reconocidos son6
Mestituidores analíticos universales. Mestituidores analíticos simplificados. Mestituidores analíticos automáticos.
-+ Restituidor digital
También conocido como Wstación fotogramétrica digitalV, este restituidor consta de
sistemas especiales para ver estereoscópicamente, la orientación y los cálculos
seriali#an de manera analítica y todo es reali#ado mediante sistemas operativos y
soft*are, pues no emplea ning=n sistema mecánico. Su precisión depende de la
resolución de la imagen. An restituidor digital se encuentra compuesto por6 Ana unidad
de proceso central, un sistema gráfico de color real y alta transferencia, uno o varios
monitores, dispositivos de almacenamiento de datos, sistema de medida ;7 de las
imágenes digitales y un sistema de visión estereoscópica.
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Kig. - Mestituidor digital
0ara generar la visión estereoscópica existen diferentes sistemas6 n la división de
pantalla una pantalla es colocada sobre el monitor, mientras que en la polari#ación congafas activas se utili#a lu# polari#ada para separar las imágenes i#quierda y derec!a.
También existe el método de polari#ación con gafas pasivas.
Ilgunas de las funciones de un restituidor fotogramétrico digital son6
%apacidad de almacenamiento de los datos. Sistema de medición sobre la imagen. (dentificación automática o semiautomática de puntos !omólogos.
3eneración automática de curvas de nivel 3eneración de 1odelos digitales de elevación. 3eneración de ortofotos. 3eneración de mosaicos. (nterfa# con Sistemas de (nformación 3eográfica.
l restituidor digital es notablemente muc!o más productivo y funcional que los
tradicionales, ya que brinda varias opciones de soft*are y aplicaciones seg=n la
necesidad de cada operador.
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Seg=n su producto final, estos restituidores se pueden clasificar en6
stación stéreo6 0ermite generar multitud de productos fotogramétricos
como ortofotos, modelos y Iero triangulación.
stación 1ono6 0ermite extraer información planimetría a partir de ortoimágenes. Se obtiene información ;7 sin visión estereoscópica stación de Iero triangulación6 0ermite obtener parámetros de
rientación xterna mediante la medida de coordenadas de punto !omólogos en
diferentes imágenes. stación para la obtención de 17T6 0ermite extraer modelos digitales
del terreno a partir de imágenes estereoscópicas.
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REFERENC.AS
/auregui0 L+ (ntroducción a la fotogrametría.
btenido de6 !ttp6NNgoo.glN)0(;X .+ Otero1 A+ E23uerra1 R+ Rodr)gue24Solano1 L+ Mart)n1 .+ 5ac6iller+
Kotogrametría.
btenido de6 !ttp6NNgoo.glNd
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