Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de
Anuncio
BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Photogrammetry used in the graphic surveying of the San José church in Elche Ponente: Raúl T. Mora García AUTORES: R.T. Mora García, M.F. Céspedes López y M. Louis Cereceda Buenas tardes a todos, En esta comunicación se describe el proceso seguido para generar una documentación gráfica actual y fidedigna de la Iglesia de San José en Elche, además de comprobar la fiabilidad de la fotogrametría digital comparándolo con las técnicas tradicionales de levantamientos gráficos. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL ÍNDICE 1.- Introducción. 2.- Material y métodos. 2.1.- Trabajo de campo. 2.2.- Trabajo de gabinete. 3.- Resultados y discusión. 3.1.- Documentación gráfica. 3.2.- Comparativa entre métodos. 4.- Conclusiones. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche La comunicación se ha estructurado en cuatro apartados, Una breve Introducción sobre el edificio, Material y métodos, donde se describen los pasos seguidos en los trabajos de campo y gabinete, Resultados y discusión, donde se recopila la documentación gráfica generada además de explicar cómo se han comparado los resultados del taquímetro y la fotogrametría, Y para terminar las Conclusiones. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 1.- Introducción. maps.google.es Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche La iglesia de San José esta emplazada en la ciudad de Elche, provincia de Alicante, situada al oeste del río Vinalopó. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 1.- Introducción. maps.live.com Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche La iglesia de San José esta emplazada en la ciudad de Elche, provincia de Alicante, situada al oeste del río Vinalopó. BARCELONA 2009 1.- Introducción. 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL Fachada Norte maps.live.com Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Es un edificio público declarado Bien de Interés Cultural y está clasificado en el Plan Especial de Protección con un grado de protección Integral, debiéndose conservar la totalidad del conjunto: convento, iglesia y capilla. BARCELONA 2009 1.- Introducción. 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL Fachada Oeste maps.live.com Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Fachada Oeste. BARCELONA 2009 1.- Introducción. 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL Fachada Sur maps.live.com Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Fachada Sur. BARCELONA 2009 1.- Introducción. 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL Fachada Este maps.live.com Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Fachada Este. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 1.- Introducción. Biblioteca y Archivo Iglesia de San José Capilla de la Orden Tercera Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche La iglesia es la construcción más alta del conjunto, y tiene adosada al oeste la capilla de la Orden Tercera, y al este la Biblioteca y el Archivo Municipal. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 1.- Introducción. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche San José comenzó a ejecutarse en el año 1561, por lo que estuvo influenciado por el final de la arquitectura renacentista y principios del barroco, siendo por tanto un edificio de transición. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 1.- Introducción. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche San José comenzó a ejecutarse en el año 1561, por lo que estuvo influenciado por el final de la arquitectura renacentista y principios del barroco, siendo por tanto un edificio de transición. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 1.- Introducción. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche La iglesia está resuelta por una planta con forma de cruz latina, con una única nave central cubierta con bóvedas vaídas separadas por arcos fajones. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 1.- Introducción. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche El crucero está cubierto por una bóveda vaída de mayor altura que el resto de la nave, rodeado de arcos formeros que delimitan su espacio. El coro se sitúa en alto, a la entrada del templo y está cubierto con una bóveda de cañón con lunetos esféricos. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 2.- Material y métodos. • Instrumental para el levantamiento gráfico: – Medidor láser – Nivel láser automático – Estación total con medición directa sin prima • Instrumental para documentación fotográfica: – Cámara digital Pentax Optio S7 de 7.38 Mpixel – Cámara digital Minolta Dimage 7i de 5 Mpixels • Software necesario en los trabajos de gabinete: – – – – AutoCAD 2006 PhotoModeler 6 Adobe PhotoShop 7 Microsoft Excel 2007 Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Para el levantamiento gráfico que se ha empleado un medidor láser, un nivel láser y una estación total con medición directa sin prisma la cual se ha utilizado para definir alturas en fachadas, huecos y posibles desplomes. Para la documentación fotográfica se han empleado cámaras digitales de uso común. El software utilizado en el gabinete es de uso común en el entorno de la arquitectura y la ingeniería a excepción del Photomodeler. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 2.1.- Trabajo de campo. • Croquis y medición de las plantas y alzados. • Taquimetría del contorno del edificio, huecos y otros elementos. • Correcta realización de fotografías. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche El trabajo de campo se ha realizado por los medios tradicionales, elaborando los croquis con la correspondiente toma de medidas, y se ha acompañado por un levantamiento realizado con la estación total. Una fase importante y delicada del trabajo de campo radica en la correcta realización de fotografías, puesto que de ellas dependerá la calidad de los resultados de la restitución fotogramétrica. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 2.2.- Trabajo de gabinete: AutoCAD. • Representación de las plantas, alzados y secciones verticales. • Modelo tridimensional mediante CAD. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche La puesta a escala se ha realizado de forma tradicional y para confeccionar el modelo 3D se utilizaron las herramientas de dibujo y edición de sólidos, así como las herramientas de visualización. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 2.2.- Trabajo de gabinete: Photomodeler. • Proceso de restitución fotográfica. • Marcado de puntos. • Orientar imágenes y transformar los puntos bidimensionales a coordenadas 3D. • Orientar y escalar el modelo 3D. • Asignar colores sólidos o texturas. • Obtener ortofotos, animaciones o exportar el modelo 3D. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche El proceso de restitución fotográfica se inicia seleccionando e importando las imágenes que mejor se adaptan al trabajo a realizar. Se crean las capas que servirán para organizar las tareas, y se procede a marcar aquellos puntos significativos y de control en diferentes fotografías. Con una cantidad suficiente de puntos se procede a orientar las imágenes y transformar los puntos bidimensionales a coordenadas en el espacio. El siguiente paso consistirá en asignar un plano de referencia y una medida para escalar el modelo tridimensional obtenido. A continuación se puede introducir tanta información como sea necesaria para la representación adecuada de todo el conjunto. Posteriormente se pueden asignar al modelo tridimensional superficies de color sólido o texturas extraídas de las propias imágenes. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 2.2.- Trabajo de gabinete: Photomodeler. • Se han empleado 14 fotografías y 226 puntos para la definición del volumen. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche En este proyecto se han empleado 14 fotografías y 226 puntos para definir el volumen exterior del edificio, obteniéndose imágenes de tres de sus fachadas y parte de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.- Resultados y discusión. • Planos arquitectónicos: plantas, alzados y secciones. • Ortofotos de las fachadas. • Perspectivas axonométricas y cónicas, exteriores e interiores. • Esquemas explicativos en 3D que representan los elementos constructivos. • Comparativa entre levantamiento tradicional y Photomodeler. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Como resultados se han obtenido planos arquitectónicos, ortofotos y perspectivas del edificio. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Las ortofotos, al ser proyecciones ortogonales, permiten medir directamente sobre ellas, además de servir de base para representar planos arquitectónicos. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Con el modelo tridimensional se pueden confeccionar vistas explosionadas y fotomontajes que ayuden a explicar cómo está construido. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.1.- Documentación gráfica. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche O con un carácter más orientado a la docencia perspectivas que describan los elementos constructivos utilizados, como muros de carga, arcos formeros y fajones, cúpulas bizantinas, bóvedas de cañón, vaídas (lunetos) y el sistema estructural de la cubierta. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.2.- Comparativa entre métodos. • Análisis comparativa entre el levantamiento tradicional y Photomodeler. • Se trata de verificar la correlación existente entre las coordenadas X Z de 22 puntos de la fachada principal. • Datos de referencia el levantamiento con la estación total, y la fotogrametría como información a verificar. • Error cuadrático medio entre los resultados de ∆X e ∆Z de cada punto. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Otro de los objetivos consistía en comparar los resultados obtenidos en la taquimetría y los de la fotogrametría, con el fin de determinar la correlación existente entre las coordenadas XZ de varios puntos de la fachada principal. Para ello se adopta como datos de referencia los obtenidos por el levantamiento con la estación total (coordenada real), y los datos de la fotogrametría como información a verificar (coordenada estimada). Se calcula el error cuadrático medio de los 22 puntos a analizar para cada uno de los ejes analizados X Z. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 3.2.- Comparativa entre métodos. • RMSE para X=0,0397 m y Z=0,0355 m. • Mayor proporción de errores entre los puntos del 3 al 8. • Eliminando los puntos 3 al 8, errores un 60% menores, X=0,0152 m y Z=0,0143 m. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche El error cuadrático medio obtenidos para cada eje, X e Y, oscilan los 4 cm. Se considera aceptable para la escala de trabajo, concentrándose la mayor proporción de errores entre los puntos del 3 al 8, correspondiendo a los puntos de mayor altura y peor visibilidad. Si en el análisis del error cuadrático medio (RMSE) se eliminan los puntos del 3 al 8 se obtienen valores de error un 60% menores, sobre 1’5 cm. BARCELONA 2009 5º CONGRESO INTERNACIONAL CIUDAD Y TERRITORIO VIRTUAL 4.- Conclusiones. • La información de las ortofotos es de gran interés y utilidad. – Reducen el tiempo de toma de datos en campo. – Permiten precisar detalles de la fachada. • Precaución en puntos alejados y de peor visibilidad (escala de trabajo). • Se considera necesaria la fotogrametría en todo levantamiento del patrimonio edificado. – Se extrae mucha información. – Económico, fácil y rápido de utilizar. Aplicación de la fotogrametría en el levantamiento gráfico de la iglesia de San José en Elche Para concluir se considera que la información aportada por las ortofotos es de gran interés y utilidad, ya que reducen el tiempo de toma de datos en campo y permiten precisar con más exactitud las particularidades de cada fachada o elemento a estudiar. Se obtienen resultados fiables que pueden llegar a no ser válidos en función de la escala de trabajo, por lo que se ha de tener precaución con aquellos puntos más alejados y de peor visibilidad. Se cree necesaria la utilización de la fotogrametría en todo levantamiento del patrimonio edificado, por ser un sistema del que se extrae mucha información y al mismo tiempo es accesible económicamente, fácil y rápido de utilizar.
