SR_05_CÁMARAS_DIGITALES

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Componentes
CÁMARA CONVENCIONAL
Dispositivo que utiliza emulsión fotosensible como 
medio para obtener imágenes fotográficas
CÁMARA DIGITAL
Dispositivo electrónico usado para capturar 
y almacenar fotografías en formato digital
OPTICA Lentes Lentes
SENSOR Emulsión fotográfica
Detectores de estado 
sólido: CCD, CMOSsólido: CCD, CMOS
PROCESADOR Químico (revelador, fijador)
Computadora 
(algoritmos de cálculo 
matemático)
SOPORTE Película y/o papel Disco ó tarjeta
Cámaras digitales Cámaras con película
3 en 1: B/N, Color, Falso color Productos bien conocidos
Registro simple y preciso de datos multiespectrales Resolución muy elevada (3- 4cms)
Sin proceso fotográfico ni digitalización Alturas de vuelo más bajas
Diagrama de flujo completamente digital Paralajes angulares variables
Señal del sensor Densidad 
Con los sensores digitales es
posible medir la cantidad de
fotones que inciden en valores
absolutos en función de la
Intensidad Absoluta Iluminación Relativa 
linealidad de la respuesta.
Transmisión Filtro 
nm 
Sensibilidad de la capa 
nm 
La transmisión de los filtros del
sensor digital están definidos
de una forma clara mientras
que la sensibilidad de las capas
de las películas y los tonos que
dan lugar a la imagen final
dependen de muy diversos
factores (condiciones de la
película, revelado, 0).
El sensor de una cámara digital está integrado por diminutas celdas
fotoeléctricas (matriz) de materiales semiconductores (Metal-Óxido,
MOS), llamadas (Charged Coupling Device; Dispositivo de
Cargas Eléctricas Interconectadas), que registran la imagen.
El píxel (picture element; elemento
de imagen o elemento pictórico) –
representa la mínima unidad de
resolución en la imagen fotográfica.
El CCD es un circuito integrado que contiene un determinado
número de condensadores enlazados o acoplados.
La resolución de las imágenes depende del número CCD´s.
Funcionan al acumular una carga eléctrica en cada celda (píxel) y en
proporción a la intensidad de la luz que incide. A mayor intensidad
luminosa, mayor carga acumulada.
http://www.microscopyu.com/digital-imaging/introduction-to-charge-coupled-devices-ccds
resolución en la imagen fotográfica.
Actualmente existen cámaras
fotográficas digitales que incorporan
CCD´s con capacidades de hasta
ciento sesenta millones de píxeles
(160 Mega píxeles), por ejemplo las
cámaras Carl Zeiss.
: Los CCD´s registran
tres colores diferentes: rojo, verde y
azul (sistema de color "RGB", del
inglés Red, Green, Blue).
Cabe aclarar que la resolución en color será
menor que la correspondiente a la luminancia
debido a la utilización de la máscara de
para poder registrar los canales RGB.
L
λ
= gain DN + bias 
Integración de la carga inducida por los fotones
Transferencia horizontal
Analogía de las cubetas
http://www.microscopyu.com/digital-imaging/introduction-to-charge-coupled-devices-ccds
La alternativa digital al CCD es el dispositivo
(Complementary Metal Oxide Semiconductor, “Semiconductor de
Metal - Oxido Complementario), utilizados en algunas cámaras
digitales y en numerosas Webcam.
En cada celda del CMOS se encuentran varios transistores, que
amplifican y procesan la luminancia recogida para convertirla en
electrones. Lo siguiente es la trasformación analógica de la
corriente eléctrica en un nivel digital que se almacenan en los
píxeles de la imagen fotográfica.
640 por 480 = 307.200 píxeles; aprox. 307 kilo píxeles.640 por 480 = 307.200 píxeles; aprox. 307 kilo píxeles.
3872 por 2592 píxeles = 10.036.224 píxeles, aprox. 10 Mega píxeles.
El diodo es un dispositivo que deja pasar corriente eléctrica
en una dirección y no en la contraria, de forma que si se
ilumina dejará pasar corriente en ese sentido. Son, por
tanto, rectificadores de corriente, pasan de corriente alterna
a continua. Se llamará fotodiodo si es sensible al paso de
una señal luminosa. El circuito llevará un amplificador de
señal y un convertidor para pasarla de analógica a digital.
Un detector de 12 micras
tiene un 77 % más de
sensibilidad a la luz que
un elemento de 9 micras.
Influencia del tamaño 
del detector
Leica ADS-40
(2 x 12000 píxeles).
Z/I DMC (4 x 4096 x 7168 Todos los objetos están en las 3 imágenes: vistas frontal, alZ/I DMC (4 x 4096 x 7168 
a 13824 x 7680 píxeles).
Vecxel Ultracam D (9 x 4008 x 
2072 a 11500 x 7500 píxeles). 
Todos los objetos están en las 3 imágenes: vistas frontal, al
nadir y posterior.
La presencia de los objetos en las imágenes depende del
solape, por ejemplo el 60%.
Tamaño objeto ~ 4.5m - 5m 
GSD 1.6 m x 3 = 4.8 m 
GSD: Ground Sample Distance (Distancia de la 
Muestra en el Terreno).
Tamaño objeto ~ 4.5 - 5m 
GSD 0.2 m x 21 = 4.8 m 
10 píxeles = 1 mm en la imagen
1 píxel = 0.1 mm en la imagen 
1 Píxel de imagen : Distancia en el Terreno
0.1 mm : 150 mm (Escala 1:1500)
0.1 mm : 300 mm (Escala 1:3000)
0.1 mm : 500 mm (Escala 1:5000) 
1:70.000 1:35.000 1:17.500 1:9.000 
1:4.500 – dentro del límite 1:2.500 - en el límite 1:1.250 - sobre el límite 1:625 - forzada 
Configuración del sensor CCD y disposición en el plano focal
Cada uno de los CCD tiene dos líneas de 12.000 fotodetectores; el tamaño de cada detector 
es de 6,5 micrones. Tiene una focal de 62,5 mm y un ángulo de campo de vista (FOV: siglas 
en inglés de Field of View) de 52º .
Registro Frontal 
2 x 12.000 píxeles desplazados 0.5
IMU 
Inertial Measurement Unit
Se captan diferentes zonas para 
la misma localización del sensor .
Para captar la misma zona es necesario 
considerar diferentes localizaciones del 
sensor (ángulos de inclinación).
Registro 
sobre el Nadir 
Registro 
hacia Atrás
Sensor SH81/82 
Plano focal 
con CCD y 
Filtros
Objetivo 
Telecéntrico 
Cámara 
de Video 
Imagen Original
(sin giro-estabilización) 
Roll (giro)
Pitch (cabeceo)
Yaw (deriva) 
Imagen Corregida 
Vista de la toma delantera
Cámara analógica
Vista de la toma nadiral
Vista de la toma hacia atrás
Fotograma con proyección central
Fotogramas con recubrimiento longitudinal
Cámara digital
IMU: Inertial Measure Unit, 
Sistema de Control Inercial 
Altura vuelo: 
4.900 ft.; 
1.500 m 
Azul 420 - 490 nm Verde 535 - 585 nm Rojo 610 - 660 nm Infrarrojo 835 -885 nm 
1.500 m 
Tamaño pixel 
terreno:
GSD ≈ 15 cm 
Fecha:
17 Junio 2001 
UNIVERSIDAD DE JAÉN Dpto. de Ingeniería 
Cartográfica, Geodésica y Fotogrametría 
A diferencia de las cámaras digitales de registro
lineal que obtienen la imagen en forma continua, las
de formato matricial lo hacen de forma instantánea y
sobre un modulo de detectores con arreglo matricial.
DMC: Digital Metrical Camera
Tamaño final de la imagen: 7.680 x 13.824 píxeles ∼100 Mp 
Ángulo de campo: 69.3° (y) x 42° (x)
Objetivos: F = 120 mm; f/4.0 
Sensibilidad espectral
B: 400-580 nm; G: 500-650 nm; R: 590-675 nm;
NIR: 675-850 nm (alternativa): 740-850 nm 
MODELO SINCRÓNICO 
El Compensador del Movimiento Frontal o FMC (Forward Motion
Compensation) que opera mediante la Integración a Tiempo de Retardo
o TDI (Time Delayed Integration).
Registro radiométrico
Dirección TDI
Dirección de 
vuelo
Mosaico de imágenes
• Se aplican los parámetros de calibración de la cámara
• Comprobación de puntos de paso/enlace
• Ajuste robusto
4 imágenes proyectadas 
sobre un área virtual.
• Proyección a una perspectiva virtual y fusión con color 
compuesto. 
UNIVERSIDAD DE JAÉN Dpto. de Ingeniería 
Cartográfica, Geodésica y Fotogrametría 
UNIVERSIDAD DE JAÉN Dpto. de Ingeniería 
Cartográfica, Geodésica y Fotogrametría 
Pancromática Color original Color Pan-sharpened
UNIVERSIDAD DE JAÉN Dpto. de Ingeniería 
Cartográfica, Geodésica y Fotogrametría 
ESQUEMA SINÓPICO 
Todas las tomas se
registran desde la misma
posición y se obtienen
imágenes equivalentes que
son posteriormente
mosaicadas.
Luego se fusionan las
imágenes pancromáticas
con las multiespectrales
mediante el proceso
Formación de las imágenes pancromáticas 
UltraCam Xp UltraCam Xp Wide Angle
Objetivo 100 mm PAN Objetivo 70 mm PAN
Objetivo 33 mm RGB+NIRObjetivo 23 mm RGB+NIR
Gran escala y altura de 
vuelo
Gran escala y baja altura de 
vuelo
Además de la cámara, el avión
dispone en de un sistema GPS /
IMU que permite obtener datos de
posicionamiento, es decir,
coordenadas ´x´, ´y´, ´z´ del
Lear jet de la Fuerza Aérea Argentina
coordenadas ´x´, ´y´, ´z´ del
centro de cada una de las
imágenes, así como datos de
actitud (ángulos omega, phi y
kappa).
Estos datos conforman el ¨apoyo
aéreo¨ necesario para reducir
drásticamente la cantidad de
puntos de apoyo en tierra
necesarios para la correcta
georreferenciación de las
imágenes capturadas.
http://www.ign.gob.ar/NuestrasActividades/ProduccionCartografica/Fotogrametria