Actualización Catastral por Fotogrametría Aérea a escalas no convencionales

Indice1. "Relevamiento parcelario por fotogrametría Aérea 2. Materiales utilizados 3. Metodologías 4. Procesado del material sensible 5. Levantamiento Topográfico 6. Puntinado 7. Orientación Interior, Relativa y Absoluta 8. Restitución 9. Resultados Obtenidos 10. Comprobación de precisión del relevamiento a escala 1:10.000 11. Conclusión

1. "Relevamiento parcelario por fotogrametría Aérea

Cada vez se utiliza con más frecuencia este género de levantamiento en trabajos de ingeniería, relegando la topografía clásica a los casos de superficie relativamente pequeñas o que ofrezcan tales dificultades que el vuelo fotogramétrico resulte prácticamente antieconómico. Decidiéndose por la fotogrametría aérea, consistiría el trabajo de las siguientes operaciones: 1º, vuelo fotogramétrico; 2º, retintado; 3º, cálculo y editado de hojas; 4º, aerotriangulación; 5º, puntos de apoyo; 6º, restitución planialtimétrica. Supongamos que hemos de hacer uso de un buen restituidor de primero o de segundo orden, y de una cámara para placas de 23 x 23 cm, con distancia focal igual a 15,2 cm, utilizando un avión con velocidad en vuelo fotogramétrico de 180 Km/h.

Como sabemos han de relacionarse las escalas del fotograma del modelo y del plano, y utilizando un restituidor como el que suponemos, hay gran amplitud en la elección; para ello ha de tenerse en cuenta, con independencia, la altimetría y la planimetría; respecto a la primera, puede cometerse un error, con estos restituidores, de 0,2 por mil de la altura de vuelo, siempre que se trate de un punto perfectamente definido y se disponga de buenos clichés con gran detalle; para el trazado de curvas de nivel el error es mayor, admitamos 0,3 por mil; como pretendemos obtener curvas de metro en metro, fijaremos la tolerancia en al mitad de la equidistancia, o sea en 0,5 m, lo que obliga a que la altura de vuelo no supere los 1.667 m, y para redondear admitiremos que lo que respecta a la altimetría, 1.520 m de altura de vuelo, con lo que siendo de 15,2 cm la distancia focal, resultara a escala de 1:10.000 aproximadamente.

En cuanto a la planimetría, aunque es posible reducir mucho más la escala en dos fotogramas, no conviene pasar de la cuarta parte de la del plano; por lo tanto, siendo esta de 1:5.000 podría ser la de los fotogramas de 1:20.000, con una altura de vuelo doble de la anterior.

En todos los casos, hay interés de que el vuelo sea lo más alto posible para reducir el número de fotogramas, con lo que vemos el distinto criterio que ha de seguirse en trabajos planimétricos y altimétricos; en nuestro caso será forzoso adaptar el vuelo más bajo correspondiente a la altimetría, o sea 1.520 m de altura, para la que se obtiene mas escala de 1:10.000. A esta escala los 23 cm del lado de la placa equivalen a 2.300 m de lado del terreno fotografiado, y para que tengan los clisés el 60% de recubrimiento, habrán de hacerse los disparos cada 920 m, que a velocidad de 180 Km/h serán con un intervalo de 18,4 segundos; el tiempo de exposición para que el desplazamiento de imágenes no supere los 0,05 mm, lo que ocurrirá a la escala 1:10.000, cuando el avión haya recorrido 0,50 m, no podrá pasar de 1 centésima de segundo. Con objeto de orientar los fotogramas en el mismo sentido de las hojas, es preciso que el vuelo se haga de E, a O y recíprocamente, de modo que cada pasada recubra a la anterior en un 30%." "En general, para planos a escala grande, considerando como tales desde 1:1.000 a 1:10.000, conviene que la del fotograma sea menor y ampliarla en la restitución, entre otras razones por economía, pero en cambio, para las escalas de 1:25.000 a 1:50.000 es preferible reducirla; por la imposibilidad de percibir los detalles de otro modo. Las ampliaciones para que trabajen en buenas condiciones los modernos restituidores no deben superar a las cuatro o cinco veces, aunque con algunos restituidores puede llegarse a las quince veces o mas."

Reconociendo como legítimos todos estos conceptos vertidos por especialistas en la materia, nos propusimos realizar una documentación cartográfica parcelaria de similares características a las que comúnmente se utilizan para Información Catastral, pero a una escala de vuelo no convencional, de 1:10.000.

En esta experiencia fue utilizado un relevamiento aerofotogramétrico de la ciudad de Santa Fé a escala 1:10.000, un restituidor analítico Planicomp P3 y el software Microstation; obteniendose cartografía para Actualización Catastral. Al incursionar en el mercado este tipo de tecnología permitió lograr procedimientos que se veían inalcanzables de lograrlo con los antiguos restituidores analógicos. Sin duda alguna, una de sus principales bondades para este tipo de trabajo, es la potencia en el zoom óptico. Dentro del marco de modernización catastral; la fotografía aérea, el apoyo topográfico y la restitución fotogramétrica, es generada por la/s empresa/s contratada/s para tal fin, quedando por lo general las tareas de censo y control de campo a cargo de los propios organismos Municipales o Provinciales. Por último la creación, ajuste y puesta en servicio de un SIG la realizan estos mismo organismos. Conscientes que las precisiones métricas alcanzadas en este tipo de actualización estarán por debajo de lo recomendado en un catastro urbano convencional; las superficies observadas, son reales y tangibles, es más que suficiente para la realización de un nuevo censo, control y verificación de la evolución de la planta urbana.

2. Materiales utilizados

1. Cámara Aérea RMK TOP
2. Película: Aérea Kodak Doble X
3. GPS Trimble
4. Transferidor de puntos Pug 3
5. Restituidor analítico Planicomp P3

1. Cámara RMK TOP Cámara aerofotogramétrica con FMC (compensación de movimiento de imagen). Distancia focal 153mm. Objetivo granángular Pleogon A3 4/153

2. Película Kodak Doble X Película de grano medio/alta sensibilidad (ISO A400)

3. GPS Trimble 4000SE/SI Simple frecuencia (L1) Precisión: +/- 5mm + 1ppm Tres módulos para levantamiento topográfico, un receptor base con antena incorporada y dos receptores móviles (Rover) con antena externa.

4. Transferidor de puntos Pug 3 Transferidor estereoscópico de puntos y marcador, con puntas secas de 90 µm de diámetro.

5. Restituidor Analítico Planicomp P3 Planicomp P3 con zoom óptico 5x – 20x Indice de medición de 36 µm

3. Metodologías

Condiciones del Relevamiento Aerofotográfico

• Para escala 1:5.000
• Altura de vuelo: 765 m.
• Velocidad del avión: 160 Kts.
• Velocidad de obturación: 1/250
• Abertura de diafragma: f 5.0
• Condiciones meteorológicas: Claro
• Hora de toma: 12:20hs.
• Filtro de cámara: Neutro KL

Para escala 1:10.000

• Altura de vuelo: 1530 m.
• Velocidad del avión: 160 Kts.
• Veloc. de obturación: 1/260
• Abertura de diafragma: f 4.9
• Condiciones Meteorológicas: Claro
• Hora de toma: 12:50hs.
• Filtro de cámara: Neutro KL

4. Procesado del material sensible

Procesadora Kodak Versamat 11 CL Revelador: Kodak Versamat 8.85 Temperatura de revelado: 29.5ºC Velocidad de revelado: 11 ft/min.

5. Levantamiento Topográfico

Se realizó un levantamiento a los fines de determinar puntos de apoyo fotogramétricos (PAF) que permitieran orientar las fotografías aéreas a escalas 1:5.000 y 1:10.000, de la Ciudad de Santa Fé, para su posterior restitución. Para la ejecución de las tareas se utilizaron receptores GPS y software de procesamiento GP Survey, programas de cálculo y conversión de coordenadas, DMA Geoide y Conversi. Se partió de un punto de coordenadas conocidas vinculado a la Red Geodésica de la Provincia de Santa Fé, ubicado en el ingreso de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas de esta ciudad denominado FAC 01, a partir de allí se midieron con los receptores GPS seis puntos. Posteriormente en gabinete se procesó la información obtenida en campo y se generaron las Coordenadas Geodésicas de los mismos, transformándolas a Coordenadas Planas Gauss Krügger.

6. Puntinado

Por la necesidad de disponer de una densificación en los fotogramas correspondientes al relevamiento del año 1995, se procedió a reconocer, puntinar y transferir en forma estereoscópica los puntos indispensables para su correcta distribución y orientación.

7. Orientación Interior, Relativa y Absoluta

Este proceso se realizó con el software Pcap de Zeiss. Los valores obtenidos en la orientación interior fueron los siguientes:

* Interior Orientation MODEL_NAME 01200121 LAST_DATE 09-02-03 CAMERA_NAME RMKTOP PHOTO_NUMBER 120 NFIDUCIAL 8 CCONST 152.8050 PHOTO_SIZE 226.0150 226.0130

* Left Camera L_STAGE (Fiducials, refered to PPS) -0.0001 0.0000 112.9910 -0.0030 0 -0.0003 0.0000 -113.0110 -0.0020 0 0.0001 0.0003 -0.0060 113.0150 0 -0.0003 -0.0003 -0.0050 -112.9980 0 0.0002 -0.0002 112.9870 113.0140 0 0.0006 0.0001 -112.9970 -112.9980 0 -0.0002 -0.0001 -113.0180 112.9950 0 -0.0001 0.0002 112.9970 -112.9900 0 L_RESIDUALS 0.0003 0.0002

* Right Camera R_STAGE (Fiducials, refered to PPS) 0.0003 0.0000 112.9910 -0.0030 0 0.0000 0.0003 -113.0110 -0.0020 0 0.0000 0.0000 -0.0060 113.0150 0ç 0.0003 0.0003 -0.0050 -112.9980 0 0.0001 -0.0002 112.9870 113.0140 0 0.0001 -0.0005 -112.9970 -112.9980 0 -0.0002 0.0001 -113.0180 112.9950 0 -0.0005 0.0001 112.9970 -112.9900 0 R_RESIDUALS 0.0003 0.0003

En la Orientación Relativa los valores sobre los seis puntos von-Grüber fueron:

* Relative Orientation MODEL_NAME 01200121 ORIENTATION_STATUS OK POINT_NUMBER 6 LAST_DATE 09-02-03 RELATIVE_CONTROL_POINTS -45.4670322 -0.1586166 -152.3847001 0.0021332 42.6020162 0.6062040 -153.1396657 -0.0023245 -46.2699897 103.3857950 -154.3250008 -0.0011002 40.1110481 98.8540776 -154.8554744 0.0012049 -50.0786355 -102.6646792 -150.7939998 -0.0009917 44.2484870 -97.9365241 -151.3311592 0.0010721 * PARALLAX_STD 0.00172 ROTATION_ANGLES 0.6339444 -0.9496594 2.1332684 *

En la orientación absoluta, la medición sobre los seis Puntos de Apoyo fueron: * Absolute Orientation MODEL_NAME 01200121 ORIENTATION_STATUS OK POINT_NUMBER 6 LAST_DATE 09-02-03 GROUND_DATA SFE03 ABSOLUTE_CONTROL_POINTS 1 5429959.379 6498227.242 17.773 -0.0959244 -0.0474935 -0.0993360 2 5429830.998 6497562.041 21.139 0.0983175 0.1013133 0.1695173 4 5430792.552 6497993.942 20.752 -0.1099422 0.0277570 -0.0004330 5 5431361.151 6497851.967 24.172 0.0228772 -0.0903375 0.0682274 6 5431374.925 6497289.380 19.004 0.0872276 -0.0214740 0.0191560 7 5430598.303 6497233.323 22.251 -0.0025548 0.0302390 -0.1571598 RESIDUALS 0.11128 0.11690 *

8. Restitución

En esta etapa se tomó como restitución base, el relevamiento de la zona correspondiente al año 1995, y visualizando este archivo a modo de referencia, se inicio la digitalización de las nuevas superficies, utilizando para ello el programa Microstation.

Restitución Base (1995)

9. Resultados Obtenidos

En el relevamiento del año 1995 en once manzanas pilotos, existían 305 superficies de 1 planta, 4 superficies de 2 plantas y 12 superficies en construcción. En el relevamiento del año 2003 a escala 1:10.000, en la zona homóloga se encontraron 252 nuevas superficies de 1 planta, 7 superficies de 2 plantas, 15 superficies en construcción y 35 superficies que habían sido removidas. Relevamiento 1.995 Actualizacion Mapa base Actualizacion 2.003 Mapa Base Y La Correspondiente Actualizacion

Tabla De Superficies Relevadas Año 1.995

tabla de superficies nuevas relevadas AÑO 2.003

Total de construcciones existentes al 2.003: 595 Total de superficie relevada al 2.003: 23.546,60 m2

10. Comprobación de precisión del relevamiento a escala 1:10.000:

Para poder realizar la comprobación de los resultados obtenidos mediante la actualización no convencional a escala 1:10.000, se dispuso del relevamiento a escala 1:5.000 para realizar la restitución testigo.

Para la selección de los puntos en el terreno, se utilizo el criterio de Puntos Naturales, los cuales fueron elegidos por medio de estereoscopios para lograr ubicarlos con certeza y poder de esa manera realizar una buena medición de los mismos.

Es conocido que la precisión de las coordenadas X e Y es directamente proporcional a la escala de la imagen; mientras que la distancia focal de la cámara influye en la precisión altimétrica. Considerando las características del restituidor Planicomp P3 (índice de medición de 36 µm), las precisiones esperadas para las diferentes escalas son las siguientes:

Las restituciones obtenidas con ambas escalas, en lo referente a diferencias encontradas en cantidad de metros cuadrados restituidos, se mantuvieron dentro de las tolerancias esperadas. Teniendo en cuenta que la zona piloto elegida corresponde a un área de bajos recursos, donde un alto porcentaje de las construcciones restituidas corresponden a viviendas precarias; se deberá añadir la incertidumbre en la determinación de los vértices de las edificaciones. Consideremos además que otro elemento influyente en la precisión de la superficie restituida, es la cantidad de vértices que poseen las figuras que representan a cada una de las edificaciones. Tomando como ejemplo una edificación tipo de 65 m2 y contando la misma con cuatro vértices el error máximo que se espera obtener seria de ± 4,48 m2; mientras que si la misma superficie esta definida por 6 vértices, dicho error aumentará a ± 5,01 m2.

Tabla De Comprobacion Y Diferencias

11. Conclusión

Como conclusión se arriba a que un relevamiento aerofotogrametrico a escala 1:10.000, satisface ampliamente las expectativas para el concepto de Actualización Catastral Urbana, siempre y cuando se disponga de equipamientos de moderna tecnología, como los utilizados en esta oportunidad.

La Actualización Catastral a escala no Convencional, posibilita el abaratamiento en la obtención de información, especialmente debido a la disminución en los gastos de vuelo, relevamiento aerofotogramétrico, levantamiento topográfico, material aerofotográfico indispensable (diapositivos y positivos), aerotriangulación, horas hombre y horas de aparato. La relación costo/beneficio, demuestra una ecuación altamente favorable para cualquier dirección de catastro provincial/municipal, que disponga con anterioridad de un ordenado catastro. Las precisiones obtenidas a partir de un relevamiento a escala 1:10.000, a pesar de poseer discrepancias con la realidad, esta es mínima, si consideramos los beneficios que se logran con la obtención de una información actualizada para ser canalizada al ordenamiento territorial. La información relevada y procesada permitirá evaluar de manera mucho más económica la permanente necesidad de conocer datos como:

• La evolución de la mancha urbana
• Ejes de desarrollo, como y en que espacios se fue asentando la población.
• Determinación de crecimientos o decrecimientos.

Esto posibilitará la implementación de nuevos proyectos de modernización institucional orientados a mejorar las finanzas y gestión que le permitan alcanzar metas de desarrollo autosostenido.

Autor:

Tec. Aerofotogrametrista Pablo Laferrara

Analista en Computación Guillermo Bersier Coordinador General: My. Oscar FRANCO Colaboradores: Profesor. Diaz José Técnico: Formento Oscar.