GEOTAGGING. REFERENCIACIÓN DE IMÁGENES FOTOGRÁFICAS.

• El geoetiquetado (en inglés "geotagging") es el método que los sistemas informáticos utilizan para incluir información geográfica en los metadatos de los archivos de imágenes, sonido, vídeos, sitios web etc. Dicha información suele incluir las coordenadas geográficas de  longitud, latitud y  en ocasiones la altura elipsódica (o incluso ortométrica) de la ubicación donde el archivo multimedia ha sido creado. Otros parámetros que se pueden detallar son el nombre del sitio, dirección, código postal etc.

• Cuando un dron realiza una toma fotográfica (con los distintos sensores existentes) también  está geoetiquetando de manera precisa cada exposición (o  mejor dicho; su punto de vista)  para después junto con otros registros (como son los puntos de apoyo/control) poder trabajar con las imagenes y obtener diversos productos.
• Para examinar toda la información (llamemos "oculta") que una  fotografía almacena hemos de examinar sus datos "EXIF". Exchageable Image File Format es un formato estandar que permite implementar metadatos en los archivos de imagen. Fue creado por la Japan Electronic Industry Development Association (JEIDA). La especificación usa los formatos de archivos existentes como JPEG, TIFF y RIFF el formato de archivo de audio WAV, a los que se agrega tags específicos de metadatos. No está soportado en JPEG 2000 o PNG.

METADATOS DE IMAGEN JPG GEO_REFERENCIADA. EXPLORADA CON EL SOFTWARE EXIFTOOL.

• Dichas etiquetas definidas en el formato Exif cubren un amplio espectro (entre los que destacan 4 campos)

1. Cámara: Características técnicas del dispositivo fotográfico (o información estática como la marca, modelo, sensor, focal, tipo de escena, flash etc)
2. Imagen:  Especificaciones de la toma/captura realizada (nombre del archivo, tamaño, tipo, resolución, apertura, exposición, velocidad de obturación etc)
3. Localización: Coordenadas geográficas, altitud s.n.d.m obtenidas por medio de un dispositivo GPS integrado (de precisión variable- según dispositivo que albergue la cámara), ciudad, provincia, país etc.. Hasta el 2004 solo una pocas cámaras lo soportaban, hoy en día hasta el móvil más básico lo incluye. Puede incluir otro tipo de información mas compleja proveniente de un sistema inercial o sensores similares (<> VANT).
4. Ubicación temporal: Fecha/hora captura de datos original y/o modificados, hora GPS etc..

• Para la manipulación de este tipo de imágenes y sus atributos (atendiendo principalmente a lo que nos interesa - su geolocalización) recomiendo el uso de software GEOSETTER.
• Se trata de una herramienta gratuita (DESCARGA) con útiles funciones en lo que respecta a la visualización, edición (metadatos) y almacenamiento de nuestras geo_imágenes. Puede utilizar tanto datos de otros dispositivos GPS (distintos al integrado/origen en el sensor/cámara) , importados como archivos NMEA, GPX, PLT, etc. o coordenadas ingresadas manualmente. Soporta formatos RAW, de cualquier marca fabricante, además de los clásicos JPEG y TIFF. 

• El interface es inmejorable y muy práctico, consta de 4 ventanas reconfigurables donde se encuentran (1) un visualizador de mapas (con fondos disponibles Open Street Map, Calles, Satélite, Híbrido y Relieve), (2) explorador/editor de imágenes (con vista detalles/miniaturas), (3) herramienta Exiftool (permite ver los metadatos atachados a cada imagen como hemos comentado anteriormente) y (4) ventana de pre-visualización de la captura..
• No voy a entrar a describir todas las herramientas del software (para eso está el manual integrado) pero si comentar que es lo que he podido conseguir con su uso:
• 1 .- Georreferenciar fotografias realizadas con cámaras/dispositivos sin GPS integrado  dotándolas de ubicación aproximada apoyándonos en los mapas del visualizador) mediante el ajuste del marcador de posición rojo en el lugar idóneo con la imagen de que se trate seleccionada (posteriormente guardando en menú principal>Imágenes>Grabar cambios). Pueden descargarse y añadirse las altitudes sobre el nivel del mar (una vez ya dotadas de latitud-longitud WGS84) de una o todas las tomas realizadas automáticamente (modelo geoidal mundial NASA_SRTM_90 m o GTOPO30).

• 2.- Exportar las fotografias a fichero *.kmz para visualizarlas/compartirlas en Google Earth. El software de exportación crea sus propias thumbs/miniaturas de las imágenes tratadas y las implementa en el fichero creado (muy útil aligerar el documento- y no manejar las a veces pesadas  tomas originales).

• Puede personalizarse gran cantidad de parámetros la visualización de las fotografías en G.E. -> Tamaño de los registros fotográficos, título, tipo de marcador y otros campos de metadatos (o incluso texto que explique lo que estamos viendo). En este caso en particular se trata de 61 imágenes tomadas con la cámara de un dron DJi PHAMTOM - aproximadamente 50.3 megas en total. La exportación final da como resultado un fichero de 1.27 megas (con tamaño y calidad de miniaturas VGA - ver abajo).

• 3.- Sincronizar las tomas deseadas (el software se apoya en el "exif time" - fecha y hora) con un fichero de track GPS ( de formato *.gpx y otros- ver en la imagen inferior los formatos de importación) para ubicarlas en su posición de captura primitiva de forma automática. Esto último no he enredado con ello -> la verdad.....

• Recomiendo encarecidamente instalarse y experimentar con este software; es de lo mejorcito en la red para efectuar las tareas descritas o simplemente guardar repositorios de nuestras vacaciones, viajes, visitas de obra, inspecciones etc.
• En los últimos 10-15 años se ha procedido a acometer  la transformación digital e inventariado de grandes volúmenes de  documentación en la rama de ingeniería (y otras). Ni que decir tiene que las redes de Gas Natural Urbano e Interurbano (gasoductos) , Agua, Saneamiento, Telecomunicaciones, Eléctricidad (aéreas y canalizadas) etc.. no siempre han estado integradas en un Sistema de Información Geográfica (primitivamente se trataba de planos delineados - CAD puro sin BBDD relacionada). Ha sido la evolución de los sistemas GPS lo que finalmente ha permitido este desarrollo.
• Durante el año 2008 (mientras trabajaba en una ingeniería americana - ya extinta en España) participé en la elaboración de un G.I.S. para la empresa ELECNOR de la infraestructura de Telecomunicaciones urbana e interurbana del ente CORREOS y TELEGRAFOS. En mi caso particular  me fue encargado el levantamiento de la linea Talavera de la Reina - Toledo (82 km). Se trataba de registrar las arquetas y postes de hormigón/madera (ubicación, foto y algún campo más sobre su estado general) a lo largo de todo el trazado. Ya entonces utilicé la georreferenciación de tomas fotográficas para documentar casi 1.200 localizaciones. 
• He rescatado parte de esos documentos para explicar rápidamente como podemos geolocalizar fotos en el software de ESRI ARCGIS.

• Tan sencillo como añadir una capa base con el sistema de coordenadas deseado (actualmente para cartografiar nos apoyamos en la proyección UTM- como siempre y ahora sobre elipsoide GRS80..). He optado por integrar una Ortofoto de la PNOA Maxima Actualidad y el M.T.N. - 627-1_1:25.000 de la zona.
• Dentro de las Arctoolbox de Arcmap en Data Management Tools>Photos>GeoTagged Photos to points -> seremos capaces de crear puntos a partir de las coordenadas geográficas almacenadas en las fotos (tags geográficas).

• Input Folder: La carpeta donde se encuentran las fotos. En esta carpeta se escanean los archivos de fotos; tanto a nivel de la carpeta, como en cualquiera de las subcarpetas.
• Output Feature Class: El objeto espacial de salida (ruta y nombre del feature class de una geodatabase). No es posible crear un shapefile.
• Invalid Photos Table (optional): Tabla de salida opcional que contendrá un listado de las fotografías con metadatos Exif inválidas o cuyas coordenadas GPS estén vacías. Si no se especifica ninguna ruta, no se creará esta tabla.
• Include Non-GeoTagged Photos (optional): Especifica si todas las fotos deben añadirse como registros a la capa o sólo aquellos con coordenadas GPS válidos.
• Add Photos As Attachments (optional): Especifica si los archivos de fotos se añadirán a la capa de salida como archivos adjunto a la geodatabase. Para seleccionar está opción es requisito contar como mínimo con una licencia de ArcGIS for Desktop Standard. Esta opción es interesante para hacer clic sobre el punto y abrir la foto que hemos capturado.
• El resultado final (tras aceptar) y una vez personalizado el icono de ubicación de los registros es el de la imagen inferior. Ahora seleccionando el botón HTML Popup y presionando sobre las fotos importadas podemos visualizarlas como elemento emergente.

• A partir de este momento se nos permite tratar los datos como si de un fichero de entidades puntos de un levantamiento se tratara. Podemos transformar, listar, modificar y operar con ellos y realizar todos los análisis que un S.I.G permite. Abajo se observa la tabla BBDD asociada al fichero geodatabase de los puntos/imágenes; hemos calculado sus correspondientes coordenadas X e Y (a partir de lat-lon WGS84 primitivas) en el sistema de referencia de los ficheros de frame/fondo (en este caso UTM_ETRS89).

• Grandes posibilidades tiene el tema de las imágenes georeferenciadas. Si hubiera sido tan fácil el tema hace algunos años nos hubiéramos ahorrado un porrón de trabajo (aunque también quitas trabajo al personal y eso es jodido).
• Es cierto que hoy en día se incluye el PACK completo; esto es: G.P.S. para inventariado (precisión X_Y aprox>_1-2 m -SBAS-EGNOS-WAAS), incluye cámara fotográfica, software de toma de datos de campo (crear formularios a rellenar personalizables) y conexión 3G/4G seguimiento en tiempo real/computación/almacenamiento en la nube para proceso inmediato. 
• Actualmente parece ser que nuestros teléfonos pueden recoger coordenadas geográficas con desviaciones (me acercaré a algún vértice geodésico REGENTE para ver  que precisiones reales se consiguen y os cuento) entre 3-5m que son suficientes para ciertos trabajos "groseros".
• Bueno -> a mi me ha resultado curioso todo el tinglado éste; espero que a vosotros también...
• Hasta Pronto..
• By Rah.

AUTODESK CIVIL 3D. NIVEL INICIACIÓN. PARTE I.

• A través de algunas entradas como ésta pretendo que cualquier usuario interesado (con un mínimo dedicación) se inicie en las herramientas y metodologías para el desarrollo de proyectos de ingeniería civil y topografía con el software AutoCAD Civil 3D. No es necesario desembolsar ni un euro para conseguir unos conocimientos básicos/intermedios de este paquete de Autodesk.

• El manejo de una herramienta BIM como Civil 3D es fundamental para la gestión eficaz de proyectos de obra civil durante toda su vida útil. Las herramientas de modelado dinámico, workflows de trabajo y propuestas para el control de calidad, permiten mejorar la eficacia de la toma de decisiones, mejora de tiempos y maximización de recursos del proyecto. Civil 3D trabaja sobre un único modelo 3D dinámico, reflejando los cambios en todas sus representaciones. Para instalarlo solo tenéis que dirigiros a la página del desarrollador, descargar una demo y después aplicarle la "ley del software libre" .
• El curso de iniciación se ha dividido en 7 bloques principales ⇨ distribuidos en 3-4 entradas de este blog:

1. Entorno y Configuración general del Software.
2. Nubes de Puntos.
3. Superficies y MDT´s.
4. Trazado en Planta.
5. Trazado en Alzado,
6. Diseño de Obras lineales: Carreteras y Ferrocarriles.
7. Perfiles Transversales y Cálculos Volumétricos.

         En esta ocasión nos centraremos en los primeros dos bloques ↣ empezamos ?¿?¿?

      BLOQUE 1:
     ENTORNO Y CONFIGURACIÓN DEL SOFTWARE.

       CONTENIDOS:

• Interfaces del programa , creación/configuración de un proyecto y estilos/visualización de plantillas.
* En primer lugar debemos conocer la interface del programa; posteriormente nos servirá para manipular estilos de drafting, etiquetas y plantillas preestablecidas que nos ayuden a tener mayor productividad cuando acometamos trabajos similares. 
* Abrimos el programa AutoCAD Civil 3D, para este caso trabajaremos con la versión 2016 en español -> rápidamente podemos observar como es su entorno general. 
A través de la pestaña inferior CREAR observamos los documentos de acceso reciente:

• La pestaña con la opción de MAS INFORMACIÓN, la cual nos proporciona videos tutoriales y actualizaciones que el programa nos ofrece.
• Con click en el ícono crear Nuevo, abrimos un nuevo dibujo; el cual por defecto nos dará una plantilla preestablecida por el programa; sin embargo si se quiere trabajar de manera personalizada podemos pulsar en el ícono de la parte superior izquierda del símbolo del programa o menú de inicio (AC3D), que nos despliega varias herramientas, entre las cuales podemos ubicar Nuevo, reconociendo los siguientes ítems.

• Para nuestro caso utilizaremos una plantilla de trabajo con Sistema Métrico/Internacional y otros parámetros personalizados (creada para el curso) denominada: AutoCAD Civil 3D_TOPO_ESP. La adecuación de plantillas ex profeso es fundamental para mostrar nuestros diseños y representaciones de forma adecuada. 
• El primer paso debe ser diferenciar cada una de las herramientas, su uso, configurarlas y determinar si el enfoque de inicio del trabajo es el correcto, podemos apreciar:
• 1.- Botones de Grupo: Son los que nos ofrecen realizar tareas específicas a lo largo de todo un proyecto de diseño, tal como se muestra a continuación:

• 2.-Parámetros de Dibujo y Modelo: Componentes y conjunto de especificaciones que hay que tener en cuenta al arrancar AutoCAD Civil 3D por primera vez. Se accede a ellos a través del ícono Personalización (flecha indicativa) que lo encontramos en la parte inferior derecha y donde figuran las siguientes opciones, tal como se muestra en la imagen de abajo (panel vertical derecho).

• 3.-Espacio de Herramientas: Panel de herramientas más utilizado y contiene cuatro apartados/paletas (pestañas parte derecha en la imagen inferior):
• Prospector: Explorador de objetos de diseño (funciones principales de Civil 3D). 
• Configuración: Ubicación de estilos, etiquetas y configuración de los mismos. 
• Topografía: Permite la importación de datos/levantamientos topográficos y el cálculo de radiaciones, poligonales y redes topográficas (no es muy intuitivo; la verdad). 
• Caja de Herramientas: Administrador de reportes/informes de varios tipos para replanteos topográficos y gestionar nuevos módulos/extensiones de programas.

• Configuraciones Adicionales: Es necesario configurar el sistema de coordenadas a utilizar, así como las unidades y demás opciones que nos permitirán trabajar de manera correcta dentro de la peculiaridad de cada proyecto a diseñar.

• Configuración Regional: Consiste en georreferenciar el dibujo a un sistema de coordenadas preestablecido (ya sea geodésico o no) que servirá de base para los siguientes proyectos que se desarrollen, posteriormente nos habilitará para realizar otras operaciones y configuraciones adicionales. Ayudas al dibujo > Configuración de dibujo.
• Unidades y Huso: En esta ventana procederemos a indicar las unidades del dibujo y escalas personalizadas. En el interior de Categorias y explorando los sistemas de coordenadas disponibles seleccionamos el específico del trabajo en curso, en este caso la zona de estudio se representará en el antiguo Datum Europeo de 1950, proyección UTM y Huso 29 Norte (zona de Pontevedra). Si no existe otra particularidad, pasamos a dejar el resto de pestañas por defecto; aunque se refieren a los siguientes parámetros:
• Transformación: Esta herramienta nos permite hacer transformaciones de coordenadas de un huso a otro huso de coordenadas que se requiera cuando se tiene la necesidad de las mismas, configurando factores de escala, puntos de referencia, puntos de rotación y ángulos de rotación de rejilla.
• Capas de Objetos: Aquí podemos cambiar las capas preestablecidas que el programa carga por defecto, pudiendo personalizar nuestras propias capas para un tipo de proyecto o trabajo en concreto.
• Abreviaturas: De manera similar al ítem anterior se puede configurar las distintas abreviaturas que el programa nos da por defecto, personalizando acorde a nuestras necesidades (Proyectos viales, proyectos eléctricos, explanaciones, proyectos hidráulicos, etc.).
• Configuración Ambiental: Son las configuraciones adicionales y específicas acorde con las necesidades del proyecto en curso. 
• Realizando Aplicar y luego Aceptar se guardan los cambios en la configuración de dibujo.
• Unidades: De manera similar al caso anterior con Configuración Regional hay que personalizar las unidades que utilizaremos en nuestro proyecto: Vamos al menú de inicio del programa (icono Ac3d ) ⇒ Ayudas al dibujo > Unidades.

• Elegimos 3 decimales (mm) en medidas lineales y 4 decimales (grados centesimales) en medidas angulares. También es posible configurar el Norte Magnético (origen de rumbos) en la pestaña Dirección. Guardaremos el archivo de dibujo creado con el nombre vertedero.dwg; en los siguientes bloques temáticos sobre getión de puntos y superficies trabajaremos con él.

      BLOQUE 2:

     NUBES DE PUNTOS.

       CONTENIDOS:

• Importación/creación de puntos, grupos/estilos de puntos, gestión, visualización/edición de puntos, exportación de puntos y por último geolocalización del proyecto.
• La base de la creación de superficies en Civil 3D con frecuencia es el trabajo con nubes de puntos. Dichos datos pueden proceder de fuentes diversas: levantamientos topográficos, rejillas de una superficie DEM obtenida por LIDAR, restituciones fotogramétricas etc. Es de vital importancia conocer cómo se crean, visualizan, modifican e importan/exportan para trabajar con el producto final que suelen ser modelos digitales del terreno u otras entidades afines creadas durante el desarrollo del proyecto de diseño.
• Importación de Puntos y Grupo de Puntos: Utilizaremos el archivo puntos vertedero.txt proporcionado para el curso y que se encuentra en formato ascii-texto, delimitado por tabulaciones con la estructura (sin encabezamientos): nº punto, x, y, z y código (atributo indicativo) procedente de un levantamiento realizado con GPS-RTK.
• A partir del fichero anteriormente iniciado vertedero.dwg nos dirigimos a la paleta de Botones de Grupo > Inicio, nos ubicamos en la subsección de Crear datos de terreno (*), Click en Puntos > Herramienta de Creación de puntos, luego automáticamente se despliega la barra flotante Crear Puntos, la misma que nos da la posibilidad de crear puntos de distintas formas, así como también nos permite configurar parámetros y valores por defecto que irán plasmándose en el dibujo; para nuestro caso damos Click en Importar puntos.

• * También se puede desplegar la barra flotante “Crear puntos”, desplegando la barra de herramientas dinámica Espacio de herramientas > Prospector > Click Derecho en Puntos > Crear…, obteniendo de manera similar la barra anteriormente mencionada.
• Automáticamente nos aparecerá la ventana Importar puntos (1), luego en la sección Archivos seleccionados: vamos a buscar nuestro archivo dando Click en Añadir archivos. (+); Buscamos la ruta del archivo proporcionado, percatándonos que la opción Archivos de tipo: nos muestre *.txt, pulsamos en Abrir. 

• En Especificar formato de archivo de puntos (filtro ACT) (2): buscamos el formato PXYZD (Delimitado por espacios).
• La sección Vista preliminar (3): nos permite tener una vista previa de los puntos seleccionados y verificar que efectivamente su estructura es la adecuada con respecto al filtro de importación elegido. 
• Al seleccionar la opción Añadir puntos al grupo de puntos (Opcional), podemos separar distintos grupos de puntos acorde con las necesidades de un proyecto en específico. De este modo podemos diferenciar entre la nube de puntos del levantamiento del terreno natural y los taquimétricos para el modelado de las superficies de manera periódica (cálculos de volúmenes de tierras/certificaciones mensuales).
• Ahora al pulsar en icono (5)  , se despliega una ventana llamada Formatos de archivo de puntos…, en la cual ponemos el nombre de nuestro grupo de puntos: TERRENO NATURAL, para este caso. La sección de Opciones avanzadas, la dejamos con las selecciones por defecto, quedándonos configurada nuestra ventana de importación tal cual se muestra en la imagen del costado, dando finalmente Click en Aceptar para terminar con el proceso. Ahora para visualizar nuestros puntos en el espacio de trabajo Modelo, simplemente hacemos un zoom en extensión: Z (Zoom) > e (Extensión).

• Creación de Estilos de Puntos: Al visualizar el grupo de puntos podemos divisar que por defecto la Plantilla del Sistema anteriormente seleccionado (AutoCAD Civil 3D_TOPO_ESP) nos proporciona el siguiente formato asociado:

• En ocasiones; si no disponemos de plantillas personalizadas, los estilos visuales por defecto que proporciona el programa no son los adecuados y es necesario manipular el tamaño, tipo de letra, colores de las entidades (Puntos, Cotas, Descripción) y el tipo de símbolo para el punto. Para ello debemos realizar Click Derecho sobre el grupo de puntos creado (TERRENO NATURAL) y seleccionar Propiedades -> emergiendo la ventana Propiedades de grupo de puntos.
• En la sección Estilos por defecto, visualizamos la subsección “Estilo de punto” y “Estilo de Etiqueta de punto” (texto nº, z y código). Mediante los respectivos iconos podemos copiar (icono imagen superior) los estilos existentes o crear otros nuevos a partir de estos (que es lo recomendable).

• En la ventana de Edición del Estilo de punto la pestaña Marca, nos permite elegir el tipo de simbología que tendrá el punto, así como su tamaño y escala de referencia. iguiendo con la pestaña de Geometría 3D, la dejamos tal cual viene configurada por defecto. En Visualización podemos configurar las capas y colores con las cuales queremos que se representen nuestros puntos. Finalmente la pestaña Resumen es un compendio de todas las opciones elegidas, Click en Aplicar > Aceptar.
• En el caso de la sección Estilo de etiqueta de punto actuamos de igual modo (realizando edición + copia); las dos pestañas iniciales (Información y General) quedan tal cual vienen configuradas. 

• En la pestaña Composición (imagen superior), que tiene al lado izquierdo el componente a editar, y al lado derecho su visualización respectiva, procedemos a establecer los valores que se muestran a continuación, dando Click en Aplicar para guardar cambios y pasar al siguiente componente.
• De manera similar procedemos a elegir los valores de tamaño y color para los componentes de Número de punto y Point Elev, Click en Aplicar > Aceptar, para tener una pre-visualización del estilo de etiqueta final (manipularemos offsets y resto de campos hasta conseguir el aspecto de representación deseado).

• Manejo de puntos y visualización: Para ubicar todos los puntos del grupo podemos utilizar los comandos de Zoom y Extensión, también se puede gestionar dichos puntos, dando Click en Espacio de Herramientas > Prospector > Grupos de puntos > TERRENO NATURAL al hacer Click Derecho en Zoom a tendremos visualizados la totalidad el grupo o los grupos de puntos seleccionados. Puede también visualizarse un punto específico, para este caso ubiquemos el punto 12 en el cuadro inferior que aparece listando todos los puntos, solo es cuestión de buscar el punto con la barra deslizable vertical y ejecutar Zoom a con el Click Derecho y ubicaremos el punto centrado en la pantalla. 
• Dibujo de líneas a través de una polilínea 3D: Con la orden de AUTOCAD "3DPOL" introducida por teclado podremos construir una línea tridimensional entre los puntos del levantamiento elegidos (Referencia a objetos: tipo punto). Dichas líneas pueden ser líneas de ruptura, contornos, máscaras y otras líneas características que serán consideradas para posteriores trabajos o construcción de superficies.
• Edición de puntos: Podemos modificar la posición 3D y atributos (coordenadas/código)de los puntos del dibujo. Accionando en el Espacio de Herramientas > Prospector > Grupos de puntos > TERRENO NATURAL (click derecho y editar puntos -> aparece tabla de puntos) tecleando un nuevo valor para dichas propiedades geométricas (modificar nº, x, y, z, codigo) o bien seleccionando el punto en cuestión y botón derecho>Editar puntos.

• Exportación de puntos: En caso que se hayan agregado más grupos de puntos de diferentes archivos al mismo proyecto o insertado más puntos de forma manual (utilizando otro tipo de creación de puntos) se puede exportar el conjunto/parte del grupo mediante Espacio de Herramientas > Prospector > Grupos de puntos > Todos los puntos (All Points) (para el caso de exportar todos los puntos), Botón Derecho Exportar puntos… en donde se nos pedirá el formato a exportar (máscara de exportación) y elegir la ruta para guardar el archivo.
• Geolocalización del proyecto: La correcta georreferenciación de nuestro proyecto podemos verificarla mediante su encaje sobre imágenes remotas/satelitales provenientes de un servidor WMS. De este modo comprobamos la fiabilidad de los datos de campo, proyección cartográfica elegida y diseño correcto en el marco de referencia elegido. Al mismo tiempo corroboramos que nuestras futuras explanaciones, obras, replanteos etc. y demás condiciones de contorno son concordantes sobre las ortofotos de máxima actualidad nos proporcionan los geoportales a partir de las IDE.
• Ahora, siguiendo con el archivo del grupo de puntos hasta ahora trabajado, vamos a los Botones de Grupo > Geoubicación > Mapa en línea > Mapa aéreo, acción que despliega la ventana: Ubicación  geográfica  – Datos  Cartográficos  en línea, tal como se muestra en la ventana 1 (abajo).
• Luego, Click en Sí, que a su vez, carga la ventana de inicio de sesión: Autodesk – Iniciar sesión  (ventana  2) en la cual debemos introducir nuestros datos de registro de Autodesk. Si es la primera vez hemos de efectuar Click en Registrarse para acceder al panel de registro de Autodesk.

• En la nueva ventana Autodesk – Crear cuenta, registramos nuestros datos de usuario tal como se muestra en la imagen de la ventana 3 y Click en Registrarse, acción que despliega nuevamente la ventana de inicio de sesión: Autodesk – Iniciar sesión (nuevamente ventana 2) y en la cual cargamos nuestro ID de Autodesk y/o correo electrónico y nuestra Contraseña con la cual hemos creado la cuenta. 
• Finalmente, si nuestro registro ha sido satisfactorio, se cargará automáticamente la imagen satelital de la zona en la cual encontramos nuestro proyecto, pudiendo acercar o alejar la visualización de las imágenes satelitales, acorde a las necesidades que se requieran (Ver imagen inferior). 

• Dicho servicio cartográfico trabaja con Internet; es necesaria una conexión a la Red. Es recomendable desactivar este recurso, cuando no se esté trabajando con él, para obtener una mejor visualización de nuestros diseños y proyectos (las teselas de las ortofotos son pesadas y entorpece la regeneración de pantalla).
• En fin hasta aquí el primer bloque del tutorial de CIVIL 3D BÁSICO.. Empezamos lentos pero ya se irá complicando la cosa...
• Hasta pronto.
• By Rah.

GESTIÓN DEL TERRITORIO MEDIANTE TÉCNICAS DE TELEDETECCIÓN.

• Teledetección es el vocablo usado por los hispano-parlantes para referirse al término inglés “remote sensing”, que se traduce literalmente como percepción remota. Se refiere a la ciencia/ técnica, de obtener información (imágenes) de la superficie de nuestro planeta a distancia, sin entrar en contacto directo con él. También incluye todo el trabajo realizado a posteriori con esas imágenes, es decir, su procesamiento e interpretación.

• La teledetección más utilizada se refiere a la captura de imágenes desde satélites o plataformas aéreas (aviones, helicópteros o vehículos aéreos no tripulados). Sin embargo, las ventajas que ofrece la observación espacial desde satélites, esto es, la cobertura global y exhaustiva de la superficie terrestre, la observación multiescala y no destructiva y la cobertura repetitiva, han propiciado el desarrollo y utilización de este tipo de productos de manera sistemática.
• Los elementos involucrados en un proceso de teledetección desde satélites se muestran en la viñeta inferior. El primer requerimiento supone disponer de una fuente de energía que ilumine o provea energía al objeto de interés (cultivo, bosque, mar, ciudad, etc.). El caso más habitual consiste en que esa fuente sea el Sol (A).La radiación solar, en su “viaje” hacia la Tierra, atraviesa e interacciona con la atmósfera (B). Una vez alcanza la superficie terrestre interactúa con los objetos que en ella se encuentran. La radiación reflejada dependerá de las características de esos objetos, permitiendo distinguir a unos de otros (C). Un sensor a bordo de un satélite recoge y graba esa radiación reflejada por la superficie terrestre y la propia atmósfera (D).

• La energía captada por el sensor se transmite a una estación de recepción y procesamiento donde los datos se convierten en imágenes digitales (E). La imagen procesada se interpreta,visualmente y/o digitalmente, para extraer información acerca de los objetos que fueron iluminados (F). El paso final del proceso de teledetección consiste en aplicar la información extraída de la imagen para conseguir un mejor conocimiento de la zona de estudio, revelando nuevas informaciones o ayudándonos a resolver un problema particular (G). 
• Los ojos de los seres humanos se pueden considerar como sensores remotos ya que detectan la luz reflejada por los objetos de nuestro entorno. Sin embargo, la visión humana sólo es capaz de percibir una pequeña parte del espectro electro- magnético, el visible. La luz visible es sólo una de las muchas formas de radiación electromagnética que existen. Así, las ondas de radio, el calor, los rayos ultravioleta o los rayos X son otras formas comunes. 
• En teledetección, lo normal es caracterizar a las ondas electromagnéticas por su longitud de onda en micrómetros (μm, 10  m) o nanómetros (nm, 10 m), es decir, por la posición que ocupan dentro del espectro electromagnético. De esta forma quedan definidas varias regiones del espectro. Aunque por conveniencia se le asignan diferentes nombres a estas regiones (ultravioleta, visible, infrarrojo, microondas, etc.), no existen divisiones exactas entre unas y otras (ver abajo). Los sensores montados a bordo de los satélites de teledetección son capaces de detectar y grabar radiaciones de las regiones no visibles del espectro electromagnético, desde el ultravioleta hasta las microondas. 

• El visible (VIS) es una pequeña región del espectro electromagnético que apenas abarca desde los 0.4 μm hasta los 0.7 μm. El color azul iría desde 0.4 hasta 0.5 μm, el verde desde 0.5 μm hasta 0.6 μm y el rojo de 0.6 μm a 0.7 μm. La energía ultravioleta (UV) se encuentra inmediatamente por debajo del color azul. Por encima del rojo se sitúa la región infrarroja (IR), que a su vez está dividida en tres categorías: IR próximo (NIR) (0.7 – 1.3 μm), IR medio (SWIR) (1.3 – 3 μm) e IR térmico (TIR) (3– 100 μm). La porción de microondas se encuentra más allá del IR, a longitudes de onda mucho más grandes (1 mm – 1 m), que son las longitudes de onda más largas usadas en teledetección. De éstas,las más cortas tienen propiedades similares al IR térmico, mientras que las restantes son similares alas usadas en comunicaciones. En la actualidad existen discrepancias entre los científicos que usan las técnicas de teledetección en microondas y los encargados de establecer la asignación de frecuencias para las telecomunicaciones, ya que hay una gran competencia por determinar qué uso se le da a determinadas longitudes de onda dentro de esta región del espectro electromagnético.
• La reflectancia espectral es una característica de las superficies terrestres, algo fundamental en teledetección. Se define como la proporción de energía incidente que es reflejada por una superficie. Por lo tanto, es una magnitud adimensional que puede tomar valores entre 0 y 1 ó porcentajes entre 0 y 100%. Para una determinada superficie este parámetro varía en función de la longitud de onda. Al gráfico de la reflectancia espectral frente a la longitud de onda se le denomina curva de reflectancia espectral o firma espectral. 

• La configuración de estas curvas permite extraer las características espectrales de una superficie y tiene una gran influencia sobre la elección de la región espectral en la cual los datos de teledetección se deben adquirir para una aplicación particular. Es esta signatura/firma característica de la luz reflejada por el objeto de examen la que nos dirá si se trata de agua, césped, trigo, tabaco, selva etc.
• Se denomina órbita a la trayectoria seguida por un satélite alrededor de la Tierra. Ésta depende de las características y objetivos de los sensores que van a bordo del satélite. En general, las órbitas quedan definidas por la altitud, orientación y rotación con respecto a la Tierra. 
• Las órbitas geoestacionarias son aquellas que describen los satélites que están situados a grandes alturas y siempre ven la misma porción de superficie terrestre. Su altura suele ser de 36.000 km y se mueven a una velocidad angular igual a la de la rotación de la Tierra, por lo que siempre permanecen en la misma posición relativa respecto a la superficie terrestre. Satélites meteorológicos como el METEOSAT tienen este tipo de órbitas.Sin embargo, la mayor parte de los satélites de teledetección se diseñan para seguir una órbita de norte a sur, la cual, en conjunción con la rotación de la Tierra (de oeste a este), les permite cubrir la mayor parte de la superficie terrestre durante un cierto periodo de tiempo.

• A estas órbitas se les ha dado el nombre de cuasi polares, por la inclinación relativa con respecto a una línea trazada entre los polos norte y sur. Además, muchos de los satélites de órbita cuasi polar también son heliosíncronos, ya que cubren la misma área del mundo a una hora local fija del día, llamada hora solar local. 
• En el movimiento alrededor de la Tierra, el satélite sólo registra información de una porción de la misma. El ancho de la franja en la superficie terrestre que es capaz de registrar se denomina ancho de barrido (abajo). Este puede variar desde decenas a cientos de kilómetros, dependiendo del tipo de sensor y de la altura del satélite. Esta característica determinará en muchos satélites la capacidad para captar, en una sola pasada, un área determinada. Si el ancho del área a registrar es superior al ancho de barrido, la imagen no podrá ser captada en una sola toma y habrá que esperar a un segundo pase.

• Varios satélites modernos tienen la capacidad de reorientar en cualquier dirección (off-nadir) el sensor durante la adquisición de imágenes y tomar franjas adyacentes en una única pasada. Este hecho se  traduce en un aumento del ancho de barrido práctico del satélite, lo cual supone un incremento importante en la capacidad de adquisición de imágenes de los satélites que poseen esta tecnología (Figura 10). También hay que tener en cuenta que los satélites con órbita cuasi polar pueden tomar muchas más imágenes de altas latitudes que de las zonas ecuatoriales debido al incremento del solape en anchos de barridos adyacentes, ya que las trayectorias de la órbita pasan todas muy juntas cerca de los polos. 
• Los sensores instalados en los satélites de teledetección poseen una serie de particularidades que determinan las características de las imágenes que van a proporcionar. Estas características vienen definidas básicamente por diferentes tipos de resolución:
• Resolución Espacial: es una medida de la distancia angular o lineal más pequeña que puede captar un sensor remoto de la superficie de la Tierra y viene representada por un píxel. Son varios los factores que determinan la resolución espacial de un sensor remoto (distancia sensor-superficie terrestre, ángulo de visión y campo de visión instantáneo). Para el caso de los sensores a bordo de satélites estos factores son prácticamente fijos, por lo que la resolución espacial puede ser considerada constante, siempre y cuando el ángulo de visión no sea grande. 
• Por ejemplo, la resolución espacial del sensor del satélite GEOEYE-1  es de 1,64 m en visión vertical (nadir) pero a 28º pasa a ser de 2,00 m, un 22% menor. Cuanto mayor sea la resolución espacial, es decir, menor superficie represente un píxel de la imagen, más pequeños serán los objetos que se pueden distinguir en la superficie y viceversa. A modo de ejemplo, una imagen con una resolución de 0,5 m/píxel permitirá distinguir objetos más pequeños que una imagen de 2 m/píxel (abajo).

• Resolución Espectral: Las distintas superficies responden de manera diferente a la radiación electromagnética. Esto significa que se puede obtener una firma espectral específica para cada superficie. Así, los diferentes tipos de superficie, naturales o no, se pueden identificar en base a sus firmas espectrales, pero será necesario que el espectro sea suficientemente  detallado en términos de intervalos de longitud de onda y que cubra un rango espectral ancho. Los dispositivos de teledetección generalmente sólo muestrean el espectro electromagnético detectando la radiación en determinados intervalos de longitudes de onda (abajo). 
• Por ejemplo, un sensor que es sensible a las longitudes de onda entre 0.4 y 0.5 μm detectaría la luz azul. Este intervalo se conoce con el nombre de banda espectral o canal de los datos de una imagen. Se define la resolución espectral de un sensor como el número y anchura de las bandas espectrales que puede discriminar. Un incremento en la resolución espectral resultará en un número mayor de canales o bandas espectrales. Sin embargo, esta resolución adicional supone también un costo en términos de volumen de datos e incremento del costo de procesamiento.

• Resolución Radiométrica: Se define como la cantidad mínima de energía requerida para incrementar el valor de un píxel en un nivel digital (ND). Asimismo, se define la amplitud o extensión radiométrica como el intervalo dinámico, o máximo número de niveles digitales, que pueden ser detectados por un sensor particular. En los sensores más recientes lo habitual suele ser que los niveles vayan de 0 a 2047. En este caso hablaríamos de 11 bits de resolución radiométrica, ya que todos los valores de ese intervalo se pueden representar mediante 11 bits (dígitos binarios) en un sistema digital. La resolución radiométrica en imágenes digitales es comparable al número de tonos de gris en una fotografía en blanco y negro, ya que ambos se relacionan con el contraste. 
• El ojo humano solo es capaz de percibir aproximadamente 30 tonos de gris diferentes (yo me quedaré en 7 u 8 máximo), lo que implica que normalmente la información visual en las imágenes digitales es menor a la que realmente contienen. Aunque la resolución radiométrica define el máximo número de niveles digitales detectables por un sensor, normalmente una imagen real no los contiene todos y además, no suele haber máximos y mínimos simultáneamente. En estos casos se pueden aplicar técnicas de tratamiento de imágenes para mejorar su apariencia visual, pero nunca la resolución radiométrica propia del sensor. La dispersión y absorción que provoca la atmósfera en la radiación que alcanza el sensor reducen el número de ND en las imágenes, especialmente en las longitudes de onda más cortas. A efectos visuales esto se traduciría en una pérdida de contraste. Existen procedimientos que permiten obtener medidasde reflectancia relativas a los objetos de la superficie eliminando o reduciendo el efecto de la atmósfera (abajo- imagen de Satellite Imaging Corporation).

• Resolución Temporal: La resolución temporal es el ciclo de repetición, o intervalo de tiempo, entre dos adquisiciones de imágenes sucesivas de una misma porción de la superficie y depende, en gran medida, de las características orbitales del satélite. Muchas veces también se la denomina periodo de revisita. Normalmente los satélites meteorológicos tienen una frecuencia diaria (NOAA) o incluso menor (METEOSAT), mientras que la de los satélites de recursos naturales (tipo LANDSAT) es de 16 a 18 días. Sin embargo, muchos satélites actuales tienen la capacidad de reorientar el sensor (viñeta inferior), lo que les permite aumentar su frecuencia de revisita para una zona determinada, muy importante en el seguimiento de desastres naturales o para detectar procesos que tienen poca perdurabilidad en el tiempo.

• La resolución temporal de un sensor depende principalmente de tres factores: capacidad de reorientación del sensor a ambos lados de la línea de paso del satélite, del ancho de barrido y de la latitud, ya que en el caso de órbitas cuasi polares, a mayor latitud, menor periodo de revisita. La posibilidad de captar imágenes de una misma zona de la superficie terrestre en diferentes periodos de tiempo o épocas del año, es una de las características más importantes de los satélites de teledetección. Las características espectrales de una superficie terrestre pueden cambiar a lo largo del tiempo. Estos cambios pueden ser detectados con la adquisición y comparación de imágenes multitemporales.
• Tipos de imágenes de teledetección : El tipo de producto más común que suministran los satélites de teledetección es una imagen digital tipo raster, donde cada píxel tiene asignado uno o varios valores numéricos (niveles digitales) que hacen referencia a la energía media recibida dentro de una determinada banda espectral. Teniendo esto en cuenta, se pueden adquirir los siguientes tipos de imágenes:
• Imagen Multiespectral (MS).  Imagen que lleva asociados varios valores numéricos a cada píxel, tantos como bandas espectrales sea capaz de detectar el sensor. A priori, es el tipo de producto más útil ya que nos proporciona, en cierto modo, la firma espectral de los distintos elementos presentes en la imagen. Así, por ejemplo, el satélite IKONOS proporciona una imagen multiespectral con 4 bandas, que cubren las regiones espectrales correspondientes al azul, verde, rojo e infrarrojo próximo. Cuanto mayor sea el número de bandas que proporciona el sensor, mayor será la capacidad de análisis de los elementos presentes en la imagen. Algunos satélites experimentales incorporan sensores que permiten obtener imágenes Hiperespectrales (HYPERION- 220 bandas a bordo del EO-1 --> estudios minerológicos específicos).

• Imagen pancromática (PAN). Dispone de una sola banda espectral que abarca comúnmente gran parte del visible y comienzo del infrarrojo, obteniendo como resultado una imagen que habitualmente se representa en una escala de grises (imagen en blanco y negro). Como contrapartida, tienen la ventaja de poseer mayor resolución espacial que las multiespectrales que proporciona el mismo satélite. Es por ello que son muy interesantes para la detección de pequeños elementos de la superficie terrestre que no son distinguibles en la imagen multiespectral. En aquellos satélites donde existe la posibilidad de obtener imágenes multiespectrales y pancromáticas de forma simultánea es habitual la opción de suministrar, bajo pedido, ambas imágenes en lo que se conoce como opción Bundle.

• Imagen Fusionada (PS). Este tipo de imagen se obtiene mediante la fusión de una imagen multiespectral con una pancromática. Las siglas PS provienen de pan-sharpened, su denominación en inglés. Básicamente, consiste en asignar a cada píxel de la imagen pancromática los valores procedentes de un algoritmo que combina la imagen pancromática con la multiespectral. El resultado final es una imagen multiespectral con la resolución espacial de la pancromática. El inconveniente de este tipo de imágenes es que se modifica la información espectral original captada por los sensores a través de los algoritmos usados, por lo que se suelen utilizar únicamente como herramientas de interpretación visual y no para análisis espectral. Esta fusión se encuentra dentro  de la oferta de los distribuidores oficiales de los satélites capaces de obtener una imagen multiespectral y pancromática. Dicha fusión, con el software adecuado, puede ser realizada por los usuarios.

• Imagen Estéreo. En realidad se refiere a dos imágenes de una misma zona tomadas con ángulos de visión distintos. Muchos satélites tienen la capacidad de reorientar el sensor, lo que les permite tomar, en una o en sucesivas pasadas, este tipo de imágenes. Se suelen emplear para generar modelos de elevación del terreno.
• Los parámetros básicos para la adquisición de una imagen de satélite vendrá determinado generalmente por la resolución espacial y espectral que requiera nuestro estudio (también depederá del presupuestos disponible). El pedido de la imagen se realizará a través de alguna suministradora (tipo - Airbus -Defense and Space) para lo cual habrá de definirse algunos/todos los parámetros que se citan a continuación:

1. Zona de Estudio. Generalmente un polígono georreferenciado en formato *.shp o similar (teniendo en cuenta el tamaño mínimo que nos suministre el sensor).
2. Ventana de Adquisición. Marco temporal en el que la imagen será adquirida (a grosso modo).
3. Prioridad de Pedido. Interesante en zonas con alta demanda de imágenes por parte de otros usuarios que pueden entrar en competencia con nosotros (supone sobrecoste).
4. Porcentaje de nubes. Normalmente los suministradores ofertan el precio de las capturas con un porcentaje máximo de nubes del 10-20% (según el satélite de que se trate). Reducción + pasta.
5. Angulo Máximo de adquisición de toma de la imagen con respecto a la vertical del satélite. Imagen con ángulo oblicuo excesivo supone menor resolución espacial y precisión de localización. Esta opción es definible según que casos.
6. Resolución Radiométrica. Un valor alto de la misma significa mas precisión en la información espectral (imágenes de gran tamaño y difícil manipulación en ocasiones).
7. Nivel de procesado. Hace referencia a las correcciones de tipo radiométrico, geométrico y de georreferenciación que puede aplicarse por parte de la distribuidora.

• En la viñeta inferior podéis apreciar 8 satélites operativos en este momento con apreciación igual o superior a 30 metros/pixel y cuyos productos son comercialmente accesibles. Se Indica el nombre del sensor, resolución espacial, número de bandas espectrales, resolución temporal y precio mínimo por kilómetro cuadrado de una imagen.

• La oferta de este tipo de servicios es muy diversa. Normalmente cada organismo u empresa que requiere imágenes satélitales para realizar un proyecto/estudio suele trabajar con diversos sensores y suministradoras.
• En fin; eso es todo.. --> esto de la teledetección es difícil de tragar... pero unos nociones/recordatorio de esta temática nunca viene mal tenerlo por ahí.
• Cultura general no?¿?¿ -je -je.
• Hasta la próxima..
• By Rah.

METROLOGIA INDUSTRIAL. ¿UNA ALTERNATIVA REAL?.

• Supongo que hace unos cuantos años (tantos ya ?¿?) no existía ni por asomo la misma información sobre el currículo, proyección, atribuciones y futuro de los estudios universitarios; ni siquiera una perspectiva similar del mundo laboral. La necesidad/tipología de los profesionales va cambiando con el transcurso del tiempo, con los cambios sociales, económicos, políticos e incluso los avances tecnológicos.
• En estos años "compulsos" en que la ingeniería civil/edificación en España (que era el 70-80% de probabilidad de nuestra salida profesional y de otros técnicos similares) está por los suelos hay que diversificar nuestros caminos, conocimientos y habilidades ; uno de ellos puede ser la metrología industrial (entre otros).

• Un ingeniero; desde mi punto de vista, debe ser un profesional con capacidad de adaptación/aprendizaje hacia cualquier tipo de disciplina técnica (lógicamente con ciertas limitaciones).El mercado de trabajo y los empleos para técnicos en metrología en el terreno de la fabricación industrial (sobre todo mecánica) está en auge y me animé a investigar un poco más sobre el tema.
• Os adjunto el temario de un curso elemental/básico de pago (para que podáis ver de que va el tinglado);  muy evolucionado con respecto a la asignatura de "topografía industrial" que nos impartían en la universidad  (sobre todo en lo relacionado con las máquinas de medición de coordenadas):

• Esta especialidad es de gran importancia en la industria manufacturera pues las dimensiones y la geometría de los componentes de un producto son características esenciales. La producción de los diversos componentes debe ser geométricamente homogénea, de manera que estos sean intercambiables aun cuando se fabriquen en distintas máquinas,  plantas, empresas o, incluso, en distintos países.
• Se designa a la Metrología, como la ciencia que aglutina todas las mediciones que se realizan para comparar las características dimensionalmente perceptibles, de sólidos o de diversos fenómenos físicos que generalmente aceptan unidades de medición. Existen por tanto varios tipos de esta disciplina como: metrologia eléctrica, térmica, química, neumática,  geométrica etc.
• Los laboratorios de este tipo de determinaciones deben cumplir ciertos requisitos en sus instalaciones, para que en cualquier momento puedan efectuarse con la mayor seguridad, mediciones y verificaciones con el mínimo error posible.

• Dadas las mediciones extraordinariamente pequeñas/complejas de las magnitudes que deben tomarse en consideración en el proceso de medición y prescindiendo de los errores personales, así como de los inevitables que se presenten en los aparatos de medida, para la instalación y montaje del laboratorio de metrología geométrica, deben cumplirse determinados requisitos en cuanto a: temperatura, humedad del aire, iluminación e instalación exenta de vibraciones y polvo.
• Las mesas de trabajo deben ser rígidas para que no sufran vibraciones al apoyarnos, así los aparatos de medición que están montados entre dichas mesas, no sufran alteraciones en su funcionamiento provocando error en la medición.
• El método de trabajo es similar al empleado en topografía de precisión o convencional; siendo necesario el conocimiento de teoría básica de medición e instrumentos ex profeso:

1. Concepto de medición, sistemas de medición/unidades (métrico/internacional y anglosajón), teoría de errores ( provocados por la instrumentación/sistemáticos, por el operador/accidentales o cambios ambientales) y correcciones de aplicación.
2. Instrumentos de muestreo/medición (mensura directa o indirecta/de ajuste previo). Clasificación por sistema de funcionamiento (mecánicos, ópticos, neumáticos, eléctricos, electrónicos y mixtos)
3. Características de la instrumentación: tipo de medición, funcionamiento, sistema de graduación, legibilidad, capacidad/rango de medición y precisión.
4. Conocimientos de estadística básica para realización de procedimientos de ensayo/muestreo.

• Se desarrolla también el concepto de  patrones que son los objetos/aditamentos que materializan una unidad o una magnitud determinada, con el mayor grado de precisión posible y con la máxima inalterabilidad (regletas invar, mandriles, esferas, cilindros, discos etc).

• Los patrones de longitud materializan por ejemplo en un origen  al metro (o la yarda), y en el taller, a un número determinado de milímetros o fracciones de milímetro.

• Arriba podemos observar patrones de disco fabricados con gran precisión y que permiten el contraste/exactitud de otros utensilios como Calibres Vernier con micrómetros. También patrones tampón para verificación de tamaños de rosca.

• En resumen se trata de utensilios utilizados en taller para contrastar que el  elemento/objeto resultante, parte de él  e incluso los moldes de su fabricación cumplen con los requisitos dimensionales de los ensayos establecidos.
• Los comparadores (ya sean de carátula/analógicos o digitales) son aparatos de medición indirecta (medición diferencial), que permiten efectuar la medida de una longitud por comparación después de calibrarse con un patrón que sirva de referencia (galgas patrón).  Este instrumento no entrega valores de mediciones, sino variaciones (de ahí su nombre). Su exactitud esta relacionada con el tipo de medidas que se desea comparar, existiendo con resoluciones de 0.01 y .001 mm.

• Estos aparatos bajo diversas formas (ya sean de carátula/analógicos o digitales), son muy utilizados en los talleres y en las salas de metrología, dada la robustez y simplicidad  de empleo en la mayor parte de ellos. 
•  El Calibrador Vernier está constituido por una regla de acero graduada, en cuyo extremo del lado origen de la escala se prolonga hacia bajo en forma de brazo preservando la forma de una escuadra, dicho brazo recibe el nombre de palpador  fijo  y es donde se apoya un lado de la pieza a medir.  El otro lado de la pieza, que apoya en otro brazo/extremo llamado palpador móvil similar al anterior, forma otra escala graduada pero más pequeña llamada nonio o vernier, esta segunda escala o nonio, se desplaza longitudinalmente sobre la regla o escala principal tal modo que los escalones de ambos están una frente a la otra, es decir, la pieza colocada la entre los dos palpadores (móvil y fijo) determina una posición de la escala móvil con respecto al origen de la escala fija.

• La utilización correcta del calibre en la medida del exterior, interior y profundidad viene dictada por la buena práctica y la experiencia.
• El micrómetro (también conocido como tornillo micrométrico o palmer) es un instrumento de medición directa utilizado cuando se quieren hacer lecturas del orden de centésimas/milésima de mm. Consiste en disponer un tornillo montado sobre una tuerca que permanece fija; si se gira el tornillo una fracción en el sentido correcto se desplaza longitudinalmente una cantidad equivalente al paso de la rosca, si se dan dos vueltas al tornillo, éste habrá avanzado dos veces el paso de la rosca, ahora bien, si se da un cincuentavo de vuelta longitudinalmente el tornillo avanza un cincuentavo del paso de la rosca, si el tornillo se escoge de un paso de 0.5mm y a la cabeza se dispone una escala a todo alrededor dividida en 50 partes iguales para poder medir cincuentavos de vuelta, se podrán medir desplazamientos de 0.5/50= 0.01mm (una centésima de milímetro). 

•  Las partes principales de este aditamento son:

1. Palpador fijo (de superficie plana lapeada y centrada)
2. Escala principal.
3. Palpador móvil (también llamado vástago)
4. Tambor graduado,
5. Matraca de fricción.
6. y 7. Anillo de bloqueo del vástago (freno circular impide desplazamiento axial del tornillo micrométrico).

• Varios tipos de micrómetros se usan segun las magnitudes a medir: De exteriores (contacto de platillo, de arco profundo), digitales, de profundidades, de interiores...
• En ocasiones presentan errores de origen de cero, de paso del tornillo micrométrico/errores de división en los tambores de lectura y/o falta de de paralelismo/planeidad entre superficies de los palpadores de medida.
• Suelen calibrarse o verificarse para garantizar la corrección de sus medidas (existen metodologías específicas para ello).
• El gramil o calibre de altitud permite marcar distancias verticales, trazar y medir diferencias en alturas entre planos a diferentes niveles. Cuenta con un solo trazador o palpador (elemento que sube/baja), la superficie sobre la cual se apoya normalmente es una mesa de granito o una superficie metálica que actúa como plano de referencia para realizar los contrastes.

Medidores de Altura con Vernier, con Carátula/Contador y Electrodigital.

• Algunas de las características de los medidores de altura electro digitales (los mas utilizados): 

1. Los valores medidos se muestran en una pantalla de cristal líquido de modo que pueden obtenerse lecturas rápidas y libres de error. 
2. Pueden medir y trazar con una legibilidad de 0.001 mm.
3. La auto calibración a cero permite fijar el punto a medir donde se desee, lo cual elimina la necesidad de calcular diferencias de altura. 
4. Funciona con baterías para operarlo libremente.
5. Cuenta con la función de mantener datos facilitando ciertas operaciones de medición cuando las mediciones no son fáciles de leer por las posiciones en que se efectúan. 

• Otros instrumentos comunes presentes en una taller de metrología (no lo desarrollamos): 1.- Calibres de herradura (doble/simple) , 2.- Alesámetros, 3.- Goniómetros ,  4.- Rugosímetros  5.- Plantillas de radios, ángulos y roscas y 7.- Comparadores ópticos/proyector de perfiles.

• Realizaremos un inciso sobre las Máquinas de Medición por Coordenadas (CMM) que pueden ser definidas como "aquellas que emplean tres componentes móviles que se trasladan a lo largo de guías con recorridos ortogonales, para medir una pieza por determinación de las coordenadas X, Y y Z de los puntos de la misma -> esto se consigue por medio de un palpador de contacto (o sin él) y  un sistema de medición del desplazamiento (escala), que se encuentran en cada uno de los ejes".
• Por tanto y a "grosso modo" se miden puntos en el espacio (a partir de un origen) y su potencia radica en la capacidad de calcular a partir de dichos registros: distancias, posiciones relativas, ángulos, formas etc.
• Existen MMC´s de 3 coordenadas (ejes xyz), de una única coordenada horizontal (o M1CH) y otras de 2 coordenadas (bidimensionales) menos utilizadas que las anteriores.

• Hay varias partes diferenciadas en estos dispositivos (ver viñeta superior) y configuraciones distintas de las MMC 3D (ver abajo):

• Las MMC cubren rangos de medida muy amplios: 

1. Modelos compactos para medición de piezas pequeñas.
2. Modelos de gran capacidad para medición de grandes volúmenes (Tipo Gantry).
3. Poseen variedad de cabezales de contacto y ópticos que permiten la medición de piezas complejas y con zonas de difícil accesibilidad.

• Los procedimientos de medición y procesamiento de datos de las CMM, poseen una serie de características: Primeramente se tiene un sistema de posicionamiento que provoca que el cabezal de medida, alcance cualquier posición en X, Y o Z; este sistema de posicionamiento puede ser accionado a través de unos motores, que a su vez, poseen unos codificadores ópticos rotatorios, los que producirán una señal adecuada para activar un contador que incrementa su número en relación a la posición del eje con respecto de su origen. 
• El sistema dispondrá además de un palpador que al ser accionado, hará que los datos del contador del sistema de posicionamiento sean trabajados por la unidad principal de la CMM y se transformen en coordenadas y además se apliquen las fórmulas programadas para después desplegar los datos en una pantalla de cristal líquido. Los software comerciales básicos de éstas máquinas cuando menos, manejan los elementos geométricos regulares como son el punto, la línea, el plano, el círculo, la esfera, el cilindro y el cono.

TIPO PUENTE MÓVIL. LA MAS COMÚN.

• La máquina de medición por coordenadas de Puente Móvil (arriba) es la más utilizada en la industria. Gracias a este tipo de arquitectura se han podido crear máquinas con volúmenes de medición muy grandes; a modo de ejemplo, las más pequeñas tienen 0,1 dm3 y las más grandes 8 m3, este es el límite al que es posible medir con el puente móvil de forma eficiente. El movimiento de los ejes de las máquinas con puente móvil se puede tener como manual o digital. 
• El éxito de este tipo de máquinas se debe básicamente a una serie de factores: 

1. La accesibilidad a la pieza que se tiene que medir.
2. Ergonomía.
3. Rendimiento dinámico.
4. Rendimiento metrológico.
5. Estructura isostática (normalmente no necesita fundamentos).
6. Fácil manejo.  
7. Volúmenes de medición adecuados para la medición de componentes complejos.
8. Dimensiones compatibles con los centros de producción más comunes. 
9. Además, el gran número de CMMs de puente móvil que se instalan cada año en todo el mundo, ha promocionado el desarrollo de accesorios y opciones que han mejorado aún más la versatilidad de este tipo de arquitectura.

• Las CMM con tipo de arquitectura Gantry (abajo) permiten crear auténticos “gigantes” de este sector ; con esta variedad se han podido crear máquinas con un volumen de medición mayor a 100m3. Debido a las dificultades técnicas que se tienen que superar para crear estas enormes CMMs, se produjo una verdadera lucha con la tecnología para diseñarlas -> este diseño se utilizaría más tarde para máquinas en serie.  Incluso si no se utilizan tanto como las de puente móvil, las CMM Gantry son el único instrumento de medición para medir con precisión componentes muy grandes como los motores grandes o las complejas estructuras aeroespaciales.

• Otra tipología utilizada son las de brazo articulado de medida: son extremidades que puedes llevar a medir a la pieza que te interese, buscando una buena zona de agarre para posteriormente calibrar y medir, estos aditamentos no son muy precisos pero pueden ser la única opción de medir en una situación especial. Por tanto tienen incertidumbre alta (menos precisión) aunque gran movilidad.

• Los brazos horizontales (ya sean únicos o múltiples/ver abajo) necesitan para su instalación de mayor espacio y permiten explorar grandes rangos de medición y tienen buena accesibilidad. Son utilizados normalmente en automoción y obtienen precisiones de hasta centésimas de mm.

• El uso de las CMM supone gran número de ventajas entre las que destacan: 

1. Aumento de productividad en las mediciones tanto para geometrías sencillas como sobre todo para geometrías complejas (reducción de tiempos de medición).
2. Mejora de la precisión
3. Posibilidad de control estadístico
4. Almacenamiento de datos y generación automática de informes

• Tienen también una serie de inconvenientes:

1. Necesidad de personal cualificado formado.
2. Inversión elevada.
3. Actualizaciones de programas/mantenimiento de la instalación.
4. Tiempos de programación elevados que se justifican sobre todo para la medición repetitiva en serie.

• No obstante pese a estos inconvenientes, este tipo de recursos son los más extendidos en la industria y su integración en el proceso productivo supuso en su día una auténtica revolución en el proceso de verificación dimensional.
• Finalmente la disciplina dentro de la metrología mas identificada con nuestra posición es la Medición de Magnitudes sin Contacto.
• Una de las técnicas más utilizadas es la denominada metrología por vía óptica con la que actualmente existen  en el mercado aparatos que consiguen precisiones de 2 micras, 300 aumentos y cuentan con cámaras a color de alta resolución y zooms con enfoque automático. Estos sistemas son la evolución de los proyectores de perfiles tradicionales. 
• La gran ventaja de la medición óptica es su rapidez. Cada vez es más importante reducir los tiempos de medición para poder reducir los costes y acortar los plazos de entrega para poder dar una respuesta rápida. 
• Estos sistemas permiten medir en 2D, 3D con software de medición (COSMOS) o comparativa CAD (Metrolog, PCDMIS o software propio de los fabricantes). Las digitalizaciones en 2D se consiguen con una gran precisión y rapidez, de forma automática, por que la máquina se encarga de reconocer el contorno y perfilarlo sin ninguna ayuda del operador.

MAQUINA DE MEDICIÓN DE MICROPIEZAS F25_CARL_ZEISS

• Esta tecnología, que por el momento ofrece todavía algunas dudas respecto a la medición en 3D, se está comparando con la fotogrametría, el escáner láser y la luz blanca, que son  otras tecnologías contrastadas. Por el momento se ha optado por instalar en los sistemas de visión, sondas TP2 de contacto, para complementar las mediciones 3D.  
• Los sistemas ópticos se fundamentan en el cálculo de la profundidad mediante la técnica de triangulación (os resulta familiar ?¿?). Un sistema óptico activo siempre consta, como mínimo, de 2 elementos en el cabezal de medida: un emisor de luz y un receptor, estos están separados entre sí en una distancia d conocida y forman entre sí unos ángulos determinados. El sistema emite luz hacia la superficie que se pretende medir y ésta la refleja, llegando parte de esta reflexión al receptor. Conociendo la dirección del rayo emitido y la del rayo recibido se pueden resolver las dimensiones del triángulo formado y, por tanto, obtener la profundidad del punto inspeccionado. La principal ventaja de estos sistemas es que la medición se realiza sobre la superficie misma de la pieza y no necesita, compensación de radio.
• En el Escáner con Luz Blanca el fundamento de la medida consiste en la proyección un haz de fotones, éste se refleja en la pieza y vuelve al lector del scanner ->en ese momento, el lector captura la luz y establece la coordenada del punto en donde se ha producido la reflexión (a grandes rasgos). La principal ventaja es que pueden digitalizar un área completa sin mover ningún cabezal y obtener en una sola captura más de un millón de puntos situados sobre la superficie de la pieza. Su precisión es similar a la del láser, pero no podemos ver lo que estamos escaneando en tiempo real. Según vamos sacando fotografías debemos ir alineándolas mediante software para comprobar que estamos digitalizando correctamente.

• Después de este proceso, se utilizan diversos programas  para trasnformar estos puntos en mallas de triángulos, en dónde cada triángulo forma un diminuto plano (intervienen  factores como la tolerancia del escáner, la tolerancia del mallado de los triángulos, etc).
• Una vez que se dispone de  la malla de triángulos, existen programas específicos para ingeniería inversa, que permiten seccionar los triángulos, suavizarlos, proyectar sobre ellos curvas, obtener perfiles, etc. Todo ello se convierte a datos que posteriormente utilizaremos para la creación de cuerpos 3D en un entorno CAD . También existe la posibilidad de construir modelos en el software que facilita el tratamiento de triángulos, pero normalmente no tienen tantas posibilidades como un software CAD.

• Los Escáneres Láser juegan un papel clave en la garantía de calidad. La captura digital 3D de formas y superficies utilizando láseres es un proceso muy preciso y que no requiere esfuerzo.   Puede acoplarse rápida y fácilmente como un sensor a un brazo de medición o puede trabajar con la máxima precisión como parte de un sistema Laser Tracker o una máquina de medición de coordenadas fija. El software genera datos 3D en tiempo real a partir de la nube de puntos creada por el escáner y reconoce inmediatamente las desviaciones respecto a los datos CAD.

• A través de estos equipos podemos comprobar si un objeto de medición se corresponde con sus valores nominales. Las áreas de aplicación son muy amplias: control de entrada de piezas de proveedores, comprobación de moldes y herramientas o mediciones de contorno son solo algunas de las típicas aplicaciones en la industria.
• Las aplicaciones principales (inspección y control) de estas disciplinas se barajan en el sector aeronáutico, automotriz, en puesta a punto de lineas de montaje etc -> en fin otro mundo más...... 
• También es un sector (al igual que el topográfico) en constante avance tecnológico: los fabricantes de maquinas CMM  han ido añadiendo mejoras para poder facilitar el uso de las máquinas tridimensionales en taller y otros lugares de producción,  en las células de mecanizado, estampación, inyección, etc. y de este modo poder tener un control en tiempo real y retroalimentar a los sistemas de fabricación en caso necesario para corregir los errores. En definitiva: ganar tiempo al tiempo, reducir las mermas y devoluciones. 
• Una alternativa real ?¿?  Porque no ?¿? -> no se diferencia mucho de las tareas que realizamos habitualmente; aunque si es verdad que es necesaria una buena formación, ya que son temas muy específicos....
• Hasta pronto.
• By Rah.