Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama.

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(1)UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS EN TOPOGRAFÍA, GEODESIA Y CARTOGRAFÍA TITULACIÓN DE GRADO EN INGENIERÍA GEOMÁTICA Y TOPOGRAFÍA. TRABAJO FIN DE GRADO. MODELIZACIÓN 3D DEL AERÓDROMO DE TALAMANCA DEL JARAMA. Madrid, (Enero, 2017). Alumno: Victor Iniesta Plaza. Tutor: Mercedes Farjas Abadía.

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(3) UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS EN TOPOGRAFÍA, GEODESIA Y CARTOGRAFÍA TITULACIÓN DE GRADO EN INGENIERÍA GEOMÁTICA Y TOPOGRAFÍA. TRABAJO FIN DE GRADO. MODELIZACIÓN 3D DEL AERÓDROMO DE TALAMANCA DEL JARAMA. Madrid, (Enero, 2017). Alumno: Victor Iniesta Plaza. Tutor: Mercedes Farjas Abadía.

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(5) Agradecimientos. En primer lugar me gustaría dar las gracias a mi familia, por todo el apoyo recibido a lo largo de estos años. Sin ellos esto no hubiese sido posible y no hubiese llegado a donde estoy hoy. A mi pareja, Desireé, por su paciencia. A todos los compañeros de curso, por todos esos momentos que hemos compartido dentro y fuera de la escuela. A la empresa e-Capture por haberme cedido el software y asesorado para alcanzar los resultados esperados. Y por último, agradecer a mí tutora, Dña. Mercedes Farjas, por haberme concedido la oportunidad de realizar este proyecto, por toda la dedicación y asesoramiento ofrecido..

(6) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. 2. Universidad Politécnica de Madrid. Victor Iniesta Plaza.

(7) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. TRABAJO FIN DE GRADO UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS EN TOPOGRAFÍA, GEODESIA Y CARTOGRAFÍA TITULACIÓN DE GRADO EN INGENIERÍA GEOMÁTICA Y TOPOGRAFÍA. MODELIZACIÓN 3D DEL AERÓDROMO DE TALAMANCA DEL JARAMA. ALUMNO: Victor Iniesta Plaza Victor Iniesta Plaza. TUTOR: Mercedes Farjas Abadía. 3.


(9) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Índice 1. Introducción ......................................................................................................... 9 1.1. Objetivo del Proyecto ........................................................................................ 9 1.2. Antecedentes del Escáner Láser ............................................................................ 9 1.2.1. Historia del Emisor Láser .............................................................................. 9 1.2.2. Introducción al Escáner Láser ........................................................................ 11 1.3. Antecedentes Fotogrametría. .............................................................................. 12 1.3.1. Historia Fotogrametría. ............................................................................... 12 1.3.2. Introducción Fotogrametría. ......................................................................... 15 2. Instrumental ........................................................................................................ 19 2.1. Tablet Eyesmap .................................................................................................19 2.1.1. Empresa e-Capture ...................................................................................... 19 2.1.2. Especificaciones Técnicas ............................................................................. 20 2.1.3. Principales Componentes ............................................................................. 21 2.1.4. Gráficas de Precisión .................................................................................. 23 2.2. Drone Cheersson CX-20 ..................................................................................... 24 2.2.1. Descripción U.A.V. ................................................................................... 24 2.2.2. Características Técnicas. .............................................................................. 24 3. Trabajos Previos .................................................................................................... 29 3.1. Medición de una Pieza Romana en la Universidad Complutense de Madrid .......................29 3.1.1. Introducción ............................................................................................ 29 3.1.2. Captura de Datos ....................................................................................... 30 3.1.3. Procesado de Datos .................................................................................... 31 3.2. Medición de la Placa Topografía en la E.T.S.I Topografía, Cartografía y Geodesia .............35 3.2.1. Introducción ............................................................................................ 35 3.2.2. Captura de Datos ....................................................................................... 35 3.2.3. Procesado de Datos .................................................................................... 36 3.3. Medición de Piezas Grabadas de Reno y Caracola ...................................................... 37 3.3.1. Introducción ............................................................................................ 37 3.3.2. Captura de Datos ....................................................................................... 37 3.3.3. Procesado de Datos .................................................................................... 38 4. Medición del Aeródromo Talamanca del Jarama ............................................................. 45 4.1. Introducción .................................................................................................. 45 4.2. Situación ....................................................................................................... 45. Victor Iniesta Plaza. 5.

(10) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 4.3. Contextualización ............................................................................................ 49 4.3.1. Introducción ............................................................................................ 49 4.3.2. Aviación en la Guerra Civil Española ............................................................... 49 4.3.3. Cartografía de Aeródromos en Servicio durante la Guerra Civil Española. ..................53 4.3.4. Documentación Histórica sobre el Aeródromo. ................................................. 54 4.4. Ortoimágenes.................................................................................................58 4.4.1. Captura de Datos Ortoimágenes .................................................................... 58 4.4.2. Procesado de datos Ortoimágenes .................................................................. 59 4.4.3. Elaboración de Planos a partir de las Ortoimágenes: ............................................. 64 4.5. Modelado 3D .................................................................................................70 4.5.1 Captura de Datos Tridimensionales del Búnker: .................................................. 70 4.5.2. Procesado de Datos Tridimensionales: ............................................................. 71 4.5.2. Cambio de Formato y Diseño de Planos Refugio ................................................. 81 4.6. Documentación Gráfica Vuelo Aéreo con U.A.V. ..................................................... 83 5. Resultados Obtenidos ............................................................................................. 87 5.1. Planos Edificaciones. ........................................................................................ 87 5.2. Planos Modelado 3D Refugio. ........................................................................... 103 5.3. Datos Gráficos Aéreos..................................................................................... 107 6. Presupuesto ....................................................................................................... 117 6.1. Descripción del Presupuesto ............................................................................. 117 6.2. Desglose Presupuesto ..................................................................................... 118 7. Conclusiones ...................................................................................................... 121 7.1. Conclusiones Principales.................................................................................. 121 7.2. Líneas Futuras de Estudio ................................................................................. 123 8. Índice de Figuras ................................................................................................. 127 9. Bibliografía ........................................................................................................ 133 9.1. Bibliografía .................................................................................................. 133 9.2. Webgrafía ................................................................................................... 134. 6. Victor Iniesta Plaza.

(11) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 1. Introducción. Victor Iniesta Plaza. 7.


(13) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 1. Introducción 1.1. Objetivo del Proyecto El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado es analizar, planear y diseñar la captura de datos del aeródromo de Talamanca del Jarama, con la finalidad de obtener documentación cartografica de las casetas y del bunker. Este espacio es de gran interés histórico y cultural puesto que realizó una función importante en el desarrollo de la Guerra Civil Española. Para ello se empleará un instrumental novedoso, conocido como Tablet EyesMap, cuya tecnología se basa en una tableta con gran capacidad de procesado de datos que incorpora un sensor de profundidad (escáner láser) y dos cámaras métricas. Con esta instrumentación se pretende obtener un modelo tridimensional del búnker, así como ortoimágenes de las casetas del aeródromo.. 1.2. Antecedentes del Escáner Láser 1.2.1. Historia del Emisor Láser La historia del láser se remonta al año 1916, cuando Albert Einstein estudió y predijo el fenómeno de emisión estimulada en los átomos, según el cual un átomo que recibe luz de la misma longitud de onda que puede emitir, es estimulado a emitir. El siguiente estudio fundamental para la evolución posterior del láser fue el “Bombeo Óptico”, es decir, irradiación de los átomos con una luz de características determinadas, donde la luz despeña un papel de bomba. Desarrollado a principios de la década de los cincuenta por el francés Albert Kastler (1902-1984). El trabajo de Kastler sobre el ”Bombeo Óptico”, basado en Ilustración 1.Físico Alemán Premio Nobel 1966 Alfred Kastler. resonancias ópticas, se realizó con la colaboración de su alumno Jean Brossel, de la Escuela Normal Superior de París y fructifico con el descubrimiento de métodos para subir el nivel energético de los átomos, utilizando efectos de resonancia óptica. Estos métodos recibieron el nombre de “Bombeo óptico” por el mismo Kastler, quien por ello mereció el premio Nobel de Física en 1966. Victor Iniesta Plaza. 9.

(14) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Charles H. Townes (1905-2015) en 1951 se encontraba muy preocupado por encontrar un método para producir ondas de radio de longitud de onda muy corta, del orden de milímetros y diseñó un método para producir microondas usando el fenómeno de la emisión estimulada, basándose en la predicción de Einstein y en los estudios sobre el “Bombeo Óptico” de Kastler. La comprobación de su idea se la propuso como trabajo de tesis a su alumno James P. Gordon, en la universidad de Columbia. Les costó tres años construir un dispositivo que amplificarse Ilustración 2. Físico Estadounidense Premio Nobel 1964 Charles H.Townes microondas mediante emisión estimulada al que llamaron Máser. En septiembre de 1957, Townes, junto a Arthur Schowlow, comenzaron a pensar en el problema de construir ahora otro dispositivo similar al Máser, pero que emitirá luz en lugar de microondas. Es interesante mencionar la anécdota de Townes, quien solicitó una patente para artefactos que emitieran luz por el mecanismo de emisión estimulada, y de que poco después lo hizo otro investigador de la misma Universidad de Columbia, llamado Gordon Gould, reclamando prioridad. Hay algunos que creen que Gould tenía razón. Lo cierto es que nadie niega que se hicieran algunos descubrimientos paralelamente similares. Hasta la fecha sigue el pleito legal sobre quien poseía el descubrimiento. Finalmente el físico norteamericano Theodore Harold Maiman (1927-2007) mientras trabajaba en los laboratorios de investigación de Hughes como jefe de sección en 1960, desarrolló y patentó el primer láser, que empleando un rubí rosa bombeado por una lámpara de flash que producía un impulso de luz coherente.. 10. Ilustración 3. Físico Estadounidense Theodore Harold Maiman. Victor Iniesta Plaza.

(15) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 1.2.2. Introducción al Escáner Láser Se denomina láser al instrumento capaz de generar ondas de luz, es decir amplificar la luz estimulando la emisión de la radiación en una longitud de onda determinada. Este nombre deriva de su acrónimo en inglés “Light Apmlification by Simulated Emision of Radiation”. Esta tecnología permite capturar de manera discreta pero con alta resolución, cualquier elemento en 3D, de tal manera que se obtiene una nube de puntos en verdadera magnitud, a partir de ésta, se pueden realizar cálculos métricos, crear entidades vectoriales, así como modelizar digitalmente en un entorno CAD. Un equipo escáner láser consta generalmente de dos componentes básicos: un dispositivo de medida de distancias y de un mecanismo de barrido (en este caso el propio operador). El escáner láser es capaz de medir distancias de una gran cuantía de puntos al mismo tiempo que registra ángulos y el valor de reflectancia de las distintas superficies impactadas por el láser. Con los valores angulares y las distancias se podrán calcular las coordenadas tridimensionales (x,y,z) de cada uno de los puntos medidos. Mediante un sistema escáner láser se obtiene una nube de puntos, que será posteriormente procesada mediante un software específico, este generará el modelo tridimensional del objeto escaneado. Los escáneres son distintos de las cámaras métricas, ya que éstas reúnen información del color sobre la superficie, mientras que los escáneres reúnen información acerca de su geometría. Obtienen la posición tridimensional de cada punto del objeto analizado en el instante de la captura. Generalmente la captura con un escáner láser no produce un modelo completo con la primera escena, probablemente serán necesarios múltiples escaneos desde posiciones distintas para obtener la geometría objeto de análisis. Los diferentes escaneados se fusionarán en un único modelo digital tridimensional, para llevar a cabo este proceso se puede proceder de varias maneras. Bien se puede conocer la posición exacta del instrumento durante la toma, para formar la escena completa, o unir escaneados por correlación de puntos o geometrías. Los modelos generados podrán obtenerse en el sistema de referencia más adecuado dependiendo del trabajo concreto. Normalmente cuando se trata de generar un Victor Iniesta Plaza. 11.

(16) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. modelo de un objeto se emplean coordenadas locales, si se desease en otro sistema se podría aplicar al modelo una trasformación de coordenadas (ej. Helmert 3D de 7 parámetros). La documentación geométrica se considera una herramienta indispensable en los trabajos de interpretación, conservación y rehabilitación de patrimonio histórico o cultural. La documentación del patrimonio cultural no sólo consiste en el registro de los datos necesarios para detallarlo, sino que también involucra los procedimientos necesarios para procesar esta información, su presentación posterior, el archivo de los datos imprescindibles para representar su forma, volumen y tamaño del elemento documentado en un determinado instante del mismo. Un registro exhaustivo de la información hace necesario realizar una documentación precisa y de detalle de los distintos elementos que constituyen el objeto de estudio para obtener unos resultados fiables y ajustados a la realidad, así como para identificar distintas patologías que puedan afectar al objeto: problemas de conservación, estructurales, deformaciones, etc. Cada vez es más habitual la exigencia de rapidez y precisión en la documentación de los elementos patrimoniales, la tendencia actual es aplicar las herramientas más avanzadas de registro geométrico como son los métodos topográficos y la fotogrametría, siendo más frecuente y necesario obtener un registro en 3D y con ello un modelo tridimensional que represente tanto la geometría como el aspecto, incluyendo colores y texturas.. 1.3. Antecedentes Fotogrametría. 1.3.1. Historia Fotogrametría. La fotogrametría es una disciplina resultado de la convergencia óptica, la fotografía y las matemáticas (geometría proyectiva). Sus raíces comienzan en la óptica, la primera de estas ciencias tuvo un desarrollo práctico y cuyo aporte fue fundamental, tanto en la captura de imágenes, como en su posterior reconstrucción. Su desarrollo teórico y práctico permitió la popularización de la cámara oscura, que constituye la base de la cámara fotográfica. La cámara oscura original era una habitación cuya única fuente de luz era un orificio muy pequeño en una de las paredes. La luz que penetraba en ella por aquel orificio, proyectaba una imagen del exterior en la pared opuesta, resultando la imagen invertida y borrosa.. 12. Victor Iniesta Plaza.

(17) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Ilustración 4. Cámara Oscura del Siglo XVII. La primera cámara lo suficientemente pequeña como para considerarse portátil fue construida por Johann Zahn en 1685.. Ilustración 5. Cámara Johann Zahn.. En el siglo XVIII había alcanzado tal popularidad, que se fabricaban casi en serie, adaptadas a los usos y circunstancias. De este modo aparecieron las primeras emulsiones contando con un instrumento relativamente perfeccionado donde podían ser colocadas para captar la luz. Paralelamente los métodos matemáticos para realizar el alzado de objetos empleando perspectivas también habían sido desarrollados para la aparición de la fotografía, por lo que el trazado de planos (fachadas) fue inmediatamente puesto en práctica de manera satisfactoria. La utilidad verificada de la fotografía para fotografías estimulo el desarrollo de técnicas dirigidas a mejorar las aplicaciones de la fotogrametría. Más adelante estas técnicas se desplazaron hacia una nueva plataforma de toma de datos, esta fue la aeronave, surgiendo de este modo la Fotogrametría Aérea. La ventaja de la perspectiva aérea fue puesta a disposición de la primera guerra mundial, esto conllevó abundantes recursos económicos, los cuales permitieron consolidar la fotogrametría aérea. También paralelamente a esta apareció otra disciplina colateral con un inmenso campo de aplicación, conocida como la Victor Iniesta Plaza. 13.

(18) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Fotointerpretación. Seguidamente continúo el desarrollo de las técnicas fotogramétricas, hasta que los ordenadores y la fotografía digital a mediados de los años 70, le dieron un nuevo y poderoso impulso llegando al estado actual de la fotogrametría digital, que posee un alto grado de sofisticación. De forma paralela a este proceso se desarrollaron las técnicas de fotogrametría espacial o satelital conocida como Teledetección. La estéreo fotogrametría ha ido evolucionando por las siguientes técnicas: Fotogrametría Analógica: surge en la década de los treinta del pasado siglo, basándose en instrumentos de restitución. Mediante esta se realizaron la mayor parte de la cartografía mundial. Su modo de funcionamiento consistía en la colocación de dos imágenes con recubrimiento en un restituidor, l operador se encargaba de realizar de forma manual la orientación interna y externa para crear el modelo estereoscópico debidamente escalado y nivelado. Fotogrametría Analítica: su aparición se sitúa en 1957 como resultado de la relación entre los restituidores analógicos y los recientes avances en computación. En este tipo de fotogrametría la toma de datos es analógica y el modelado geométrico es matemático. Mediante la utilización de un monocomparador o estereocomparador integrado en el restituidor, se medían las coordenadas x y de los puntos pertinentes en las imágenes, estas coordenadas eran procesadas por los ordenadores que daban como resultado las orientaciones interna y externa. Fotogrametría Digital: actualmente en auge, surgió como consecuencia de la evolución de la procesación informática, esta permite realizar todos los procesos fotogramétricos desde la interface de un ordenador. Con este tipo de fotogrametría aumentan las posibilidades de explotación de los datos obtenidos mediante imágenes. También se simplifican las generaciones de modelos tridimensionales, ortoimágenes, modelos de elevación del terreno, etc. De este modo no solo se simplifican y agilizan los procesos, sino que también, mediante iteraciones se mejoran notablemente las precisiones obtenidas.. 14. Victor Iniesta Plaza.

(19) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 1.3.2. Introducción Fotogrametría Etimológicamente la palabra Fotogrametría se deriva de las palabras griegas Photos que significa luz, Gramma que significa dibujado o escrito, y Metrón que significa medir. La fotogrametría es una ciencia capaz de crear modelos en 3D a partir de imágenes 2D, de este modo se obtienen características geométricas de los objetos representados. Estas características se hallan mediante el uso de relaciones matemáticas establecidas en la geometría proyectiva y en el análisis de la visión estereoscópica que posee en forma natural el ser humano. Desde la aparición de la fotogrametría, ésta se ha convertido en la herramienta esencial en la confección de la base cartográfica de todos los países del mundo, de hecho, la mayor parte de la cartografía topográfica a nivel global has sido realizada por medio de esta disciplina. Esta capacidad de cartografiado de base la ha convertido también en fuente primigenia de información para la cartografía temática y para los sistemas de información geográfica. Definiciones de la Fotogrametría: Según ISPRS (Sociedad Internacional de Fotogrametría y Sensores Remotos): “Fotogrametría es la ciencia de realizar mediciones e interpretaciones confiables por medio de las fotografías, para de esta manera obtener características métricas y geométricas del objeto fotografiado.” Según ASPRS (Sociedad Americana de Fotogrametría y Sensores Remotos): “Fotogrametría es el arte, la ciencia y la tecnología de obtener información confiable de objetos físicos y su entorno, mediante el proceso de exponer, medir e interpretar tanto imágenes fotográficas como otras, obtenidas de diversos patrones de energía electromagnética y otros fenómenos.” La estereofotogrametría, consiste en la recreación de la visión estereoscópica del observador, para ello se requiere de un modelo estereoscópico a partir de un par de fotografías de la misma escena tomadas desde dos posiciones diferentes. Mediante un estereógrafo el observador será capaz de observar los objetos tridimensionalmente, apreciando profundidades.. Victor Iniesta Plaza. Ilustración 6. Estereógrafo de Espejos.. 15.

(20) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. El fundamento principal de la fotogrametría consiste en la proyección ortonormal sobre un plano de referencia de la imagen capturada en una fotografía. Para la obtención de la formulación matemática del tratamiento de la imagen se aplican dos condiciones fundamentales e ideales que dan lugar a complejos sistemas de ecuaciones: 1. Condición de Colinealidad: es la condición geométrica que deberá cumplirse cuando el centro de proyección, el punto imagen y el punto objeto proyectado se encuentran en una misma recta. Mediante esta condición se asegura la intersección de dos rayos homólogos en el punto objeto.. Ilustración 7. Condición de Colinealidad. 2. Condición de Coplanaridad: es la condición que constata la condición de colinealidad entre rayos homólogos, es decir, esta se verifica sobre diferentes fotogramas y sobre el mismo punto objeto. Por ende dos rectas que se cortan, forman un plano, por lo que los puntos de vista de sendos fotogramas, los puntos imagen homólogos entre si y homólogos del punto objeto pertenecerán al mismo plano.. Ilustración 8. Condición de Coplanaridad. 16. Victor Iniesta Plaza.

(21) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 2. Instrumental. Victor Iniesta Plaza. 17.


(23) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 2. Instrumental 2.1. Tablet Eyesmap 2.1.1. Empresa e-Capture Durante los últimos años ha crecido enormemente la popularidad de la digitalización 3D a medida que se han desarrollado y dado a conocer numerosos progresos en este campo. Este hecho parece indicar que será una tecnología clave en el futuro, principalmente asociada a los dispositivos móviles. En este contexto, e-Capture S.L. es una empresa de investigación y desarrollo de tecnologías de captura localizada en Mérida (Badajoz). Fue creada expresamente para desarrollar la familia de producto EyesMap. Seis de los siete accionistas de la empresa son experimentados ingenieros en topografía con más de 10 años trabajando en el sector 3E/GEO. La empresa se fundó contando sólo con financiación propia. En el verano 2013 el Instituto europeo FEDER-INTERCONECTA reconoció la importancia del avance tecnológico del proyecto y se les concedió una importante financiación pública. Dicha financiación requirió la colaboración de otras dos empresas y una inversión adicional de 1.5 millones de euros, para recibir una subvención no reembolsable de 800 mil €. Ambas empresas implicadas en este proyecto (Solventia y Toponova) aprobaron el plan de los accionistas y dejar sus derechos de la tecnología desarrollada totalmente dentro de la empresa e-Capture. Actualmente, la empresa trabaja en dos proyectos: EyesMap y EyesCar. EyesMap salió a la luz para el público en octubre de 2014, durante la exposición Intergeo en Berlín, donde se mostró el primer prototipo, generando multitud de interés y atención. Durante 2015 se ultimó la solución Eyesmap, que paso a estar disponible para el todos los públicos en este mismo año. EyesCar es un proyecto muy relacionado con EyesMap, que emplea la misma tecnología, pero requiere que una inversión adicional complete su desarrollo. La validación de tecnología ha concluido, de ahí que hasta el momento, EyesCar se encuentre actualmente en la fase piloto de proyecto con resultados impresionantes.. Victor Iniesta Plaza. 19.

(24) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 2.1.2. Especificaciones Técnicas El equipo se apoya en una Tablet de última generación con importantes mejoras. El sistema operativo elegido para el funcionamiento del software específico incluido en la Tablet es Windows 8 (64 bits). Las dimensiones de la Tablet son 303x194x56 milímetros. Cuenta con una pantalla táctil capacitiva de 10 puntos y 11.6”. La resolución es de 1366x768 px HD. Las características técnicas en referencia a la amplitud de procesamiento son un procesador principal Intel Core I7 Ivy Bridge de última generación, un disco duro solido SSD de 128 Gb, además de 8 Gb de memoria RAM. La batería posee una capacidad de 8000 mAh a 7 voltios, lo que le permite una duración máxima de trabajo de 8 horas. El ciclo de carga Ilustración 9. Esquema Tablet EyesMap. es de 3 horas. Tomando datos, es decir, escaneando y capturando imágenes la batería alcanza las 3 horas de funcionamiento. En lo relativo a conexiones la Tablet Eyesmap cuenta con un módulo WIFI (802.11 a/b/g/n), otro 3G UMTS/HSPA (850/900/1900/2100 MHz), así como GSM/GPRS/EDGE (850/900/1800/1900 MHz) y GPS. Cuenta con dos puertos USB 3.0, tarjeta SIM, tarjeta SD, y también con ampliación de teclado. Al emplear el teclado la Tablet se convierte en un ordenador de trabajo.. 20. Victor Iniesta Plaza.

(25) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 2.1.3. Principales Componentes La Tablet cuenta con dos cámaras con estabilizadores digitales, que componen un sistema geométrico complejo de captura fotogramétrica. La longitud de la línea base, es decir entre centros focales, es de 230 mm. La distancia focal de los objetivos es de 2.8 mm con una profundidad de campo de 10 cm. Posee un campo de visión diagonal de 67º. EL tamaño del pixel es de 1.4x1.4 um. La calibración de las cámaras es mejor que 1 px, contando con una estabilización de 2 px en la calibración. El Sensor de Profundidad (Depth Sensor) integrado en el instrumento cuenta con una precisión aproximada de: 1.5 mm a 1 m 2.2 mm a 2m 3,0 mm a 3m El sensor de profundidad empleado se compone de un láser infrarrojo y de dos cámaras una RGB y otra infrarroja, ambas también de baja resolución.. Ilustración 10. Imagen Sensor de Profundidad.. El láser infrarrojo emite una radiación infrarroja, que impactará con el objeto generando una nube de puntos, mientras que las otras cámaras registrarán las nubes. La cámara RGB asignará un color de 0 a 255 a cada punto, creando de este modo un modelo digital que simule la escena real.. Ilustración 11. Esquema Registro Deph Sensor.. Victor Iniesta Plaza. 21.

(26) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. En post-proceso se alcanzan los 2-3mm a 2 metros. El rango máximo de captura del sensor es de 6 metros, es decir, distancia entre objetos y sensor. La Tablet incorpora además un IMU (Inertial Measurement Unit), es decir, un dispositivo electrónico que mide la velocidad, orientación y fuerzas gravimétricas del instrumento empleando acelerómetros y giróscopos. Las precisiones de este IMU son: Acelerómetro:. Giróscopo:. Ilustración 13.Precisiones Acelerómetro.. Brújula:. Ilustración 12.Precisiones Giróscopo.. Ilustración 14.Precisiones Brújula.. La Tablet posee un módulo GNSS (Global Navigation Satellite System), para su correcto funcionamiento es necesario enroscar una antena auxiliar. Este módulo recoge únicamente la frecuencia L1, de las constelaciones GPS, GLONASS, GALILEO, QZSS, COMPASS & SBAS L1. Los protocolos de datos empleados son NMEA 0183/IEC 61162-1, binario (BINR) y RTCM SC-104. Con este módulo se obtienen unas precisiones aproximadas de: Tiempo Real: 1.5m. Post-proceso: 30 cm (observando en estático tras 10 minutos de registro).. 22. Victor Iniesta Plaza.

(27) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 2.1.4. Gráficas de Precisión El fabricante suministra unas gráficas de precisión:. Coordenadas, áreas y distancias.. Ilustración 15.Gáfica Presiones en Medición de Coordenadas.. Fotomodelado.. Ilustración 16.Gráfica de Precisiones en Fotomodelado.. Ortoimágenes.. Ilustración 17. Gráfica de Precisiones en Ortoimágenes. Sensor de Profundidad.. Ilustración 18. Gráfica de Precisiones en Escaneado con Deph Sensor.. Victor Iniesta Plaza. 23.

(28) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 2.2. Drone Cheersson CX-20 2.2.1. Descripción U.A.V. El drone empleado para la adquisición de documentación gráfica ha sido el Cheerson CX-20 que, pese a su bajo coste, posee prestaciones profesionales. Se le puede considerar un drone semiprofesional. Este U.A.V. (Unmanded Aerial Vehicle) viene equipado con una emisora de largo alcance (500 m aprox.), un sistema G.N.S.S. integrado que le permite planear rutas, además de un gimbal o soporte de cámara motorizado.. Ilustración 19. Imagen Drone Cheerson CX-20. 2.2.2. Características Técnicas Cheerson CX-20: Peso: 900 gr. Tamaño: 30 x 30 x 20 cm. Batería: LiPo 3s (12.6 v). Velocidad máxima: 40 km/h. Aterrizaje automático. Sistema GNSS. Gimbal automático de 3 ejes.. 24. Victor Iniesta Plaza.

(29) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. GIT2: La cámara de acción que se empleó este trabajo fue una GIT-2, con un sensor de captura de 16 mpx. Sensor : 16 mpx Peso: 64 gr. Tamaño grabación máxima: 4K. Estabilizador de imagen. Angulo de visión. 170º.. Ilustración 20. Imagen Cámara GIT2.. Victor Iniesta Plaza. 25.


(31) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 3. Trabajos Previos. Victor Iniesta Plaza. 27.


(33) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 3. Trabajos Previos 3.1. Medición de una Pieza Romana en la Universidad Complutense de Madrid 3.1.1. Introducción. El día 26 de Febrero de 2016, se realizaron varias tomas de datos en la Facultad de Historia de la Universidad Complutense de Madrid, concretamente en el laboratorio del Departamento de Prehistoria y Arqueología. Este laboratorio constituye una prolongación de los distintos proyectos que profesores e investigadores de la universidad están desarrollando en España. En este tipo de laboratorios se reflexiona sobre las aportaciones teóricas y prácticas de las líneas de análisis de corrientes histográficas que confluyen en distintas teorías. Es aquí cuando la Geomática entra en escena. La mayoría de las veces se requieren mediciones topográficas, modelos tridimensionales que certifiquen o arrojen algo de luz sobre éstas. La persona encargada de este proyecto en el laboratorio de Arqueología es la Doctora en Historia Dña. Teresa Chapa Brunet, que está dirigiendo actualmente varios proyectos como “Escultura ibérica. Estudio iconográfico, tecnológico e historiográfico” o “La Dama de Baza y la escultura funeraria ibérica” para el Ministerio de Ciencia y Tecnología. En este caso se pretendía obtener un modelo 3D de un fragmento de piedra tallada en granito, se cree que ésta puede representar el busto del perfil de un ser humano, lo que supondría una aportación de interés ya que en la zona donde se halló este fragmento solo se habían encontrado otros relativos a animales. Es importante resaltar que en esta pieza, debido a su composición, es difícil abstraer formas a simple vista, por ello es necesario digitalizar. Por ello se pretende obtener un modelo tridimensional que ayude a esclarecer su forma original, teniendo en cuenta que se trata de una pieza con más de 2000 años. El equipo empleado para este trabajo fue el objeto de análisis de este proyecto, la Tablet de Eyesmap.. Victor Iniesta Plaza. 29.

(34) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Ilustración 21. Imagen Tablet EyesMap en la Toma de Datos.. Este trabajo se considera una toma de contacto con la instrumentación que se emplea en este TFG. Se pretendía adquirir una metodología correcta en la captura, así como evaluar el funcionamiento de ésta y sobretodo adquirir cierta soltura en su manejo con el fin de agilizar el proceso en la captura final. 3.1.2. Captura de Datos. En esta captura de datos se puso de manifiesto la gran capacidad de trabajo de esta herramienta, ya que para realizar un escaneado completo de la pieza se emplearon alrededor de dos minutos. La primera operación a realizar es la ubicación de distintas dianas (targets) alrededor de la pieza, que servirán para la unión de distintos escaneados de manera unívoca, además se podrán emplear para fotomodelado. La función de escaneado se inicia de una forma sencilla: consiste en ir barriendo lentamente toda la pieza, contando con la ayuda de un s I.M.U. (sensor inercial) que va indicando cuando se ha capturado la escena y de este modo continuar con el barrido. Puesto que éste instrumento también se pueden realizar ortoimágenes, con a sus cámaras métricas, se consideró correcto realizar una prueba sobre esta característica. Surgieron varios contratiempos con la iluminación, ya que entraba luz natural con bastante intensidad por las ventanas. Los sensores al encontrarse con estas diferencias tan notables de luz, no funcionaban correctamente. Ello no supuso ninguna desavenencia puesto que se contaba con un kit de iluminación auxiliar, el cual fue necesario instalar en la escena. Esta iluminación estaba compuesta de dos focos auxiliares.. 30. Victor Iniesta Plaza.

(35) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Ilustración 22. Fotografía Preparación Escena para la Captura.. Los datos obtenidos de la medición pueden procesarse de inmediato, gracias a la gran potencia de la tableta. En este ensayo se prefirió hacer estas tareas en post proceso en distintos ordenadores. El software para estos trabajos previos fue el programa gratuito conocido como Cloud Compare V2.. 3.1.3. Procesado de Datos Primero se procedió a la descarga del software gratuito Cloud Compare.. http://www.danielgm.net/cc/. Una vez descargado e instalado, se cargaron los distintos escaneados capturados, con la finalidad de unir todos ellos en una única escena. El resultado es una nube de puntos en la que se aprecian todos los elementos del Laboratorio de Arqueología.. Victor Iniesta Plaza. 31.

(36) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Ilustración 23. Escaneo Completo de la Escena.. Tras realizar varias operaciones de recorte de nube de puntos, se consigue aislar la pieza.. Ilustración 24. Detalle Recorte Modelo 3D Pieza Romana.. 32. Victor Iniesta Plaza.

(37) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Como la parte más interesante del fragmento es el frente, en él se encuentra el busto, se emplearon otros escaneados en los que esa zona sale con más definición.. Ilustración 25. Detalle Unión de Modelos Pieza Romana.. Es esta ocasión para fusionar los distintos archivos se empleó una función de unión de escenas mediante la selección de 4 puntos equivalentes en las dos escenas.. Ilustración 26. Detalle Precisiones de Unión Modelos Pieza Romana.. El resultado fue satisfactorio, obteniéndose un error medio cuadrático de 0.0063. Para comprobar la correcta unión entre los distintos modelos fue necesario analizar el modelo y verificar que esta tarea se había ejecutado correctamente.. Victor Iniesta Plaza. 33.

(38) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Aplicando unos filtros de visualización se puede observar el busto antes mencionado. Estos filtros básicamente modifican el tamaño de los puntos y las gamas de color, con ello se mejora la visualización simulando como si de una malla se tratase. También se limpió el modelo, haciendo de este uno más ligero y manejable.. Ilustración 27. Detalle visualización Modelo 3D. En estas imágenes se aprecia el busto antes señalado, se puede observar un brazo y la cabeza, se cree que pertenecen a una mujer.. 34. Victor Iniesta Plaza.

(39) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 3.2. Medición de la Placa Topografía en la E.T.S.I Topografía, Cartografía y Geodesia 3.2.1. Introducción El día 7 de Abril de 2016, se realizaron varias tomas de datos en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Topografía, concretamente sobre la placa del hall. Este trabajo previo, se planteó con la misma finalidad que el anterior, para adquirir agilidad en el manejo del equipo y ser consciente de las limitaciones del instrumento debidas a la deficiente iluminación. La dificultad de esta toma reside en la gama de colores, es decir, el color del cartel es similar al de los azulejos. Por no mencionar que los azulejos cuentan con una alta reflectividad, lo que supone todo un desafío para el sensor de captura láser.. 3.2.2. Captura de Datos Para la toma de datos fue necesario la preparación de la escena, esta preparación consistió en la colocación de diferentes dianas necesarias para la unión de diferentes escaneados o imágenes. También se retiró de la escena cierto mobiliario que posteriormente sirvió de andamio para la toma. Desde la planificación de la captura se supo de la dificultad de ésta, por ello se tomaron datos con el láser escáner o sensor de profundidad, así como con las cámaras métricas. La ventaja de estas, frente al sensor láser, es que ofrecen mejores resultados en superficies reflectantes y escenas poco iluminadas. Se pretendía obtener modelos digitales de la placa, así como una ortoimagen.. Ilustración 28. Captura Cartel Topografía.. Victor Iniesta Plaza. 35.

(40) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 3.2.3. Procesado de Datos. Se cargaron los escaneados y se unieron quedando un modelo no demasiado favorable, comprobando así las hipótesis iniciales.. Ilustración 29. Modelo 3D Deph Sensor.. Tras varias operaciones de recorte de la nube de puntos, con la finalidad de aislar la zona de interés, obteniéndose el siguiente modelo, con algunos errores detectables.. Ilustración 30. Modelo Procesado del Cartel Topografía.. 36. Victor Iniesta Plaza.

(41) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 3.3. Medición de Piezas Grabadas de Reno y Caracola 3.3.1. Introducción El día 13 de Abril de 2016, se realizaron varias tomas de datos en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Topografía, concretamente se dispusieron una serie de piezas que se emplearon como modelos de captura. El objetivo de este ensayo es volver a poner a prueba el instrumental y corroborar su utilidad, así como los resultados que puedan esperarse.. 3.3.2. Captura de Datos Para la toma de datos fue necesario la preparación de la escena, esta preparación consistió en la disposición de una mesa, así como crear un recubrimiento de ésta con una material (papel ) que evitará reflectancias, ya que la mesa representa una superficie pulida y podía generar problemas en la captura. En esta captura se pretende obtener modelos tridimensionales por fotomodelado y ortoimagenes. Se colocaron dianas para la unión de distintas capturas.. Ilustración 31. Preparación de la Escena de Captura.. En primer lugar se realizó el procesado del modelo digital tridimensional obtenido por fotomodelado. Para ello se tomaron 15 fotografías de las cuales se emplearon 10 para el modelado 3D en el reno grabado. Para el grabado de la caracola se capturaron 12 fotografías. Seguidamente se hicieron las imágenes pertinentes para la obtención de una ortoimagen del Reno, siendo únicamente necesarias 5 imágenes consecutivas con un recubrimiento de aproximadamente el 60%.. Victor Iniesta Plaza. 37.

(42) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Ilustración 32. Imagen Reno Grabado.. 3.3.3. Procesado de Datos En este caso se procesaron los datos en el momento de la toma, con el propio software de Eyesmap. La Tablet tardó unos pocos minutos en proporcionar un resultado. Como ya se ha mencionado con anterioridad, una de las características principales de la Tablet es procesar en el instante de la captura y generar un producto ya procesado.. Ilustración 33. Captura Fotomodelado Reno.. 38. Victor Iniesta Plaza.

(43) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Ilustración 34. Captura Modelado 3D Caracola.. En primer lugar se realizó el procesado del modelo digital tridimensional del Reno obtenido por fotomodelado. Se emplearon 10 para el modelado 3D.. Ilustración 35. Modelo Fotogramétrico 3D de Reno Grabado visualizado en CloudCompare.. Victor Iniesta Plaza. 39.

(44) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. También se creó una malla sobre la nube de puntos en AutoCAD Recap.. .. Ilustración 36. Malla creada a Partir de Modelo 3D en AutoCad Recap.. La ortoimagen se generó con 5 imágenes con el 60% de recubrimiento transversal.. Ilustración 37. Ortoimagen de Reno Gabado.. 40. Victor Iniesta Plaza.

(45) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Con la otra pieza se realizaron los mismos procesos exceptuando la ortoimagen.. Ilustración 38. Modelo 3D Caracola visualización CloudCompare.. Ilustración 39.Detalle Nube de Puntos Caracola.. Ilustración 40. Creación de Malla en CloudCompare de Caracola.. Victor Iniesta Plaza. 41.


(47) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 4. Medición del Aeródromo Talamanca del Jarama. Victor Iniesta Plaza. 43.


(49) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 4. Medición del Aeródromo Talamanca del Jarama 4.1. Introducción El día 25 de Mayo de 2016, se realizaron varias tomas de datos en el Aeródromo de Talamanca del Jarama, concretamente cerca de un complejo conocido como la Capea, lugar donde años atrás se decidió construir dicho aeródromo por poseer interés estratégico de cara a la guerra en la que estaba sumido nuestro país. Fuimos recibidos en este complejo por la Dra. Ingeniera de Caminos, Canales y Puestos Dña. Ana Belén Berrocal Menárguez, directora en el que se enmarca este Trabajo de Fin de Grado. Tras evaluar las edificaciones de interés, se diseñó la captura de datos. La captura consistió en la realización de ortoimágenes de las dos casetas pertenecientes al aeródromo, que cuentan con una geometría rectangular. Es por esto mismo, que se consideró que no era necesario para su posterior evaluación realizar un modelo digital. Para el búnker en cambio, al tratarse de una edificación compleja y estar soterrada, se decidió que para garantizar recoger toda su geometría sería oportuno emplear el sensor de profundidad (Deph Sensor).. 4.2. Situación Administrativamente Talamanca del Jarama pertenece a la Comunidad Autónoma de Madrid, y dentro de esta a la Comarca de la Cuenca del Medio Jarama.. Ilustración 42.Mapa Península Ibérica. Ubicación Talamanca del Jarama.. Victor Iniesta Plaza. Ilustración 41. Mapa Comunidad de Madrid. Ubicación Talamanca del Jarama.. 45.

(50) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Talamanca del Jarama se sitúa al noroeste de la Comunidad de Madrid, concretamente a 46 km de esta. El Aeródromo se encuentra a las afueras de dicho municipio, concretamente enfrente de un recinto conocido como “La Capea”.. Ilustración 43.Ubicación Aeródromo de Talamanca del Jarama. Ilustración 44. Fragmento Mapa Topográfico Nacional. 1:25.000. Ubicación Aeródromo Talamanca del Jarama. 46. Victor Iniesta Plaza.

(51) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. El aeródromo consta de dos edificaciones y un refugio. La primera de ellas albergaba a los mandos a cargo del aeródromo, llamada “Cuerpo de Mando”. La segunda, contemplaba más espacio, y estaba destinada a alojar al personal de tropa.. Ilustración 45. Ubicación Complejo la Capea de Talamanca del Jarama.. Ilustración 46. Ortoimagen PNOA Aeródromo de Talamanca del Jarama. Ilustración 47. Detalle Ortoimagen PNOA Aeródromo de Talamanca del Jarama. Victor Iniesta Plaza. 47.

(52) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Los centros geométricos de las edificaciones son los siguientes: Coordenadas edificio “Caseta de Mando“:. Ilustración 48. Coordenadas Centro Geométrico de "Caseta de Mando". Coordenadas edificio “Caseta de Pilotos”:. Ilustración 49. Coordenadas Centro Geométrico de Casa de Pilotos. Se cree que el aeródromo ocupaba las siguientes parcelas:. Ilustración 50. Ocupación Parcelaria Aeródromo. Visor SigPac.. 48. Victor Iniesta Plaza.

(53) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 4.3. Contextualización 4.3.1. Introducción El aeródromo de Talamanca del Jarama perteneció a la 1º región aérea, 2º sector con código Nº 123. A este mismo sector también pertenecían los aeródromos de Barajas y Algete entre otros. El aeródromo de Talamanca se construyó a principios del año 1937 clasificándose como eventual. En él se instalaron la Escuadrilla de Natachas y la Escuadrilla Independiente 20, albergando hasta 20 aeronaves. Según la documentación del Estado Mayor de las Fuerzas Aéreas de la Republica el aeródromo disponía de un puesto de mando, una casa de pilotos y de un refugio o búnker.. 4.3.2. Aviación en la Guerra Civil Española La Guerra Civil Española supuso un antecedente, además de un campo de investigación y experimentación, para la Segunda Guerra Mundial. Fue la primera vez en que la aviación representó un papel fundamental en una guerra. Se produjeron ensayos de maniobras bélicas en todos los ámbitos y se diseñaron operaciones militares que contemplaban novedosas estrategias de combate que cambiaron la concepción de guerra hasta la fecha. Todas ellas serían aplicadas al principio del segundo conflicto mundial. Las grandes potencias europeas necesitaban poner a prueba el nuevo armamento que estaban desarrollando, y encontraron en España el lugar idóneo por el enfrentamiento bélico que se estaba viviendo. Los bombardeos sobre ciudades españolas fueron el arranque de los que se realizarían los años venideros sobre ciudades de Europa. Experimentar en un escenario real les permitió mejorar dicho armamento, optimizando así sus arsenales y dotaciones militares con la experiencia adquirida en el territorio español. En cuanto al estudio de los aeródromos militares republicanos, cabe mencionar que existen numerosas dificultades debido a la escasa documentación relativa a este tema. No obstante, se puede conocer cómo eran estas construcciones de una forma bastante general a través del artículo titulado “Aeródromos de Campaña” de S. Ivanov que fue publicado por el Ministerio Nacional de Defensa Republicano en 1937. Aunque en un principio se trató de un artículo de carácter propagandístico, da información acerca de cómo se realizaban su construcción y cuáles eran sus principales estructuras e instalaciones. En el artículo se explican los pasos a seguir para habilitar las pistas, los caminos de acceso y refugios entre otras construcciones. Así mismo se indica el número de trabajadores que eran necesarios y los días que se precisaban para realizar un aeródromo que, por norma general, eran unos 25 días.. Victor Iniesta Plaza. 49.

(54) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Solían situarse cerca de los frentes de combate, a una distancia de entre 10 a 120 km. Era fundamental asegurar el alojamiento del personal que trabajaba en el aeródromo, así como la situación de las líneas telefónicas o telegráficas, talleres, fábricas, acceso a las vías de comunicación y agua potable. Según menciona Ivanov, sería el Estado mayor de Aviación, quien fijaría el orden de los trabajos a realizar. Un grupo de oficiales del dicho Estado Mayor y un ingeniero jefe elegirían sobre un mapa de gran escala los lugares más aptos desde unos 15 km de la línea del frente hasta los 120 km. Una vez seleccionadas y reconocidas estas zonas el plan de trabajo seria el siguiente: -. -. -. -. -. 50. Preparación del campo de aterrizaje consistente en una o varias pistas de tierra piconada. Construcción de un refugio para proteger a los mandos y al personal del aeródromo en el caso de un bombardeo. Estos refugios estaba construidos en mina y tenían cabida para unas 120 personas. Preparación de pequeños refugios excavados en el suelo, eran pequeñas trincheras que servían para albergar al personal que trabajaba cerca del emplazamiento de los aviones. Construcción de lugares para guardar munición, bombas y combustibles. Estos lugares solían encontrase alejados de los aeródromos, evitando así su localización y posible destrucción. Aprovechamiento de zonas arboladas para camuflar aviones. Construcción de talleres, estos se encontraran entre 2 y 3 km del aeródromo. No todos los campos dispusieron de este servicio. Habilitación de vías de comunicación y alumbrado desde las carreteras generales. Instalación de alumbrado de campo en pistas de aterrizaje, permitiendo los despegues y aterrizajes nocturnos. Construcción de pequeños núcleos habitables dedicados al descanso del personal situados una distancia de entre 10 a 25km. Instalación de una defensa antiaérea. No se cumplió en los aeródromos de campaña. En la mayoría de estos la defensa empleada era pasiva, es decir, consistía en la ocultación y dispersión de los aviones. Instalación de lugares elevados para la señalización y observación, su función era avisar de las posibles incursiones con cierta anticipación.. Victor Iniesta Plaza.

(55) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Pistas de Aterrizaje. En Madrid existían numerosos aeródromos con pistas construidas de cemento, pero la mayoría de ellos eran terrenos, antes dedicados a la agricultura, que se aplanaban y se constituían pistas con gravilla. Las longitudes más recurrentes eran de aproximadamente unos 1000 m, también las había de menor envergadura y un ejemplo de ello es la pista de Talamanca del Jarama, que según diversas fuentes tenía una longitud de 800 m. Edificios Militares y Otras Dependencias. Los Edificios más comunes eran el Cuerpo de Guardia, la Caseta de Mando, la Caseta de Pilotos y los Cuartos de Aseo. - El Cuerpo de Guardia se encontraba situado a la entrada del campo, su función principal era la vigilancia y protección de los accesos al campo. Su construcción era en madera. - En la Caseta de Mando residían el jefe del campo y las personas encargadas de los servicios administrativos de dicha unidad. Este edificio contaba con electricidad y conexión telefónica. - La Caseta de Pilotos, como su nombre indica, era el lugar en el que permanecían los distintos aviadores en espera de realizar sus vuelos. - Los Cuartos de Aseo contaban con duchas para el aseo, además ciertos espacios dedicados al almacenaje de alimentos y comedores. Refugios. Los Refugios encontrados en los aeródromos de campaña eran de dos tipos, elementales y anti-bombardeos. - Los elementales consistían en habitáculos en forma de L construido de ladrillo en trinchera de 2.5 m de profundidad, un ancho de 1.2 m y una longitud aproximada de 6 m. Su función principal era proteger a unas 20 o 30 personas de las ametralladoras metralla desprendida en los bombardeos. - Los refugios anti-bombardeos eran construidos en mina con revestimiento de ladrillo y cubierta de hormigón a una profundidad entre 6 y 8 metros. Estos poseían dos bocas de acceso y eran calculados para soportar el impacto directo de bombas de 100 kg. La capacidad de estos oscilaba entre 60 y 150 personas, y no contaban con ningún tipo de comodidad exceptuando la luz artificial.. Victor Iniesta Plaza. 51.

(56) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Defensa Pasiva en los Aeródromos de Campaña.. Los aeródromos de campaña eran dotados de ciertas técnicas o estrategias de defensa pasiva. La principal era simular que en su ubicación no se encontraba ninguna pista, es decir, ocultar y disimular el uso del terreno como campo de aviación. Un ejemplo de esto es la pintura de camuflaje de los edificios. Otra estrategia, bastante curiosa, era que se empleaban señuelos como casetas móviles, construidas con tirantes de madera y recubiertas con tela. Estos señuelos se repartían por el campo para aparentar que el terreno era de labor.. Ilustración 51. Puesta en Marcha de un Avión I-16. (Historia de la Aviación Española).. Ilustración 52. Dos Pilotos Republicanos Comen Junto al I-16 (Historia de la Aviación Española).. Ilustración 53. Famoso Avión de la Aviación Republicana. (Historia de la Aviación Española).. 52. Victor Iniesta Plaza.

(57) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. 4.3.3. Cartografía de Aeródromos en Servicio durante la Guerra Civil Española En uno de los libros consultados, titulado “Historia de la Aviación Española”, se encontró un mapa que hace referencia a todos los aeródromos existentes en España. Se cree que es una forma bastante integra de ilustrar la importancia de la aviación en esta guerra.. Ilustración 54. Mapa Histórico de Aeródromos en Servicio en 1938. Historia de la Aviación Española.. En este mapa se aprecia la distribución de los aeródromos pertenecientes a los dos bandos implicados, y en él se puede observar que se encuentra incluido el aeródromo de campaña objeto de estudio de este proyecto, nombrado con el número 13.. Victor Iniesta Plaza. 53.

(58) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 4.3.4. Documentación Histórica sobre el Aeródromo La documentación cartográfica fue elaborada por la 2º Sección de Estado Mayor del Ejército Nacional. AHEA_A12069.. 54. Victor Iniesta Plaza.

(59) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Victor Iniesta Plaza. Trabajo Fin de Grado. 55.


(61) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Según el informe de “Aeródromos Enemigos del Centro” elaborado por el Estado Mayor del ejército nacional a finales de 1938, este aeródromo es considerado semi-permanente. La configuración de las pistas del aeródromo no está clara, se desconocen los planos originales. Con los datos de los informes anteriormente citados se puede estimar que las pistas median aproximadamente de largo 970 m y 500 m de ancho, aunque en cambio en otro croquis aparecen 2 pistas de 1200x240 separadas aproximadamente unos 15º. Victor Iniesta Plaza. 57.

(62) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 4.4. Ortoimágenes 4.4.1. Captura de Datos Ortoimágenes En primer lugar se estudió detenidamente la zona, para poder diseñar y acondicionar las edificaciones para la captura. Estos acondicionamientos consistieron en la retirada de maleza que cubría ciertas partes de las fachadas. Para la toma de datos fue necesario la preparación de la escena, colocando distintas dianas (targets) en las fachadas objeto de estudio. Dianas que servirán para procesar la unión de distintos modelos fotogramétricos en el proceso de obtención de ortoimágenes.. Ilustración 55. Imagen “Caseta de Pilotos”. Ilustración 56. Imagen "Caseta de Mando". En las imágenes se aprecian dos dianas características, la más grande de ellas, llamada stereotarget sirve para dar escala a las ortoimágenes. La otra es una gama de color.. Ilustración 58. Imagen "Caseta de Mando" 2. 58. Ilustración 57. Imagen “Caseta de Pilotos” 2. Victor Iniesta Plaza.

(63) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. La captura se llevó a cabo, desplazando la Tablet en una línea paralela a las fachadas de las edificaciones, mientras se capturaban las imágenes que ayudarán a la obtención de la ortoimagen. Se intentó que estas imágenes tuvieran en común al menos un 60% de recubrimiento. 4.4.2. Procesado de datos Ortoimágenes. Las imágenes se tomaron a aproximadamente a 8m de las fachadas, distancia que permita calcular el GSD (ground simple distance), siendo este, el tamaño del pixel en el terreno, en este caso será en la fachada. Este coeficiente será producto del conocimiento del tamaño real del pixel y el de la escala.. Ilustración 59. Diagrama Cálculo GSD.. 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 =. 𝑏𝑏 ∗ ℎ𝑔𝑔 = 0.40 𝑐𝑐𝑐𝑐 𝑓𝑓. Para el cálculo o procesamiento de las ortoimágenes se han empleado aproximadamente de 5 a 8 imágenes, dependiendo de la extensión de las fachadas. Las ortoimágenes fueron procesadas por el propio software del instrumento EyesMap dando resultados satisfactorios. Estas ortoimágenes son archivos digitales en formato .tif.. Victor Iniesta Plaza. 59.

(64) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Se han obtenido un total de ocho imágenes, cuatro por cada edificación, una para cada fachada. Los resultados obtenidos de la “Caseta de Pilotos” fueron los siguientes: Fachada Norte 1.1.. Ilustración 60. Ortoimagen Fachada 1.1. Fachada Sur 1.2.. Ilustración 61.Ortoimagen Fachada 1.2.. 60. Victor Iniesta Plaza.

(65) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Fachada Este 1.3.. Ilustración 62. Ortoimagen Fachada 1.3.. Fachada Oeste 1.4.. Ilustración 63. Ortoimagen Fachada 1.4.. Esta última fachada, se procesó bastantes veces con la finalidad de obtener una imagen nítida y sin distorsiones, con resultados no demasiado favorables. Estos errores son debidos a la escena, ya que en el momento de captura de las imágenes el edificio se encontraba a contra luz.. Ilustración 64. Ortoimagen Fachada 1.4.2.. Victor Iniesta Plaza. 61.

(66) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Los resultados obtenidos de la “Caseta de Mando” fueron los siguientes: Fachada Este 2.1.. Ilustración 65. Ortoimagen Fachada 2.1.. Fachada Oeste 2.2.. Ilustración 66.Ortoimagen Fachada 2.2.. 62. Victor Iniesta Plaza.

(67) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Fachada Sur 2.3.. Ilustración 67. Ortoimagen Fachada 2.3.. Fachada Norte 2.4.. Ilustración 68. Ortoimagen Fachada 2.4.. Estas ortoimágenes serán objeto de digitalización, con ellas se crean planos que se incluyen anexos al final de este proyecto en el apartado de resultados.. Victor Iniesta Plaza. 63.

(68) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 4.4.3. Elaboración de Planos a partir de las Ortoimágenes Con la finalidad de la correcta elaboración de planos, se editaron las ortoimágenes con programas de edición fotográfica. Esta edición ha consistido en eliminar todo lo que no se considera relevante a la propia fachada, es decir, limpiar la imagen del entorno aislando la pared de él.. Ilustración 69. Ortoimagen Fachada 1.2. Editada. Ilustración 70 . Ortoimagen Fachada 2.4. Editada. 64. Victor Iniesta Plaza.

(69) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Finalmente se optó por seleccionar la ortoimagen de la fachada 1.4.2., debido a que en ella se aprecian las delimitaciones de la fachada, es decir, aparece completa.. Ilustración 71. Ortoimagen Fachada 1.4. Editada.. Ilustración 72. Ortoimagen Fachada 1.3. Editada. Victor Iniesta Plaza. 65.

(70) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Una vez editadas todas las imágenes de las que se pretenden obtener planos, se cargan en el programa de diseño asistido con ordenador AutoCAD 2014. En él se emplean herramientas para escalar y orientar las fachadas. Para el correcto dimensionado de las fachadas, se emplearán medidas de las edificaciones, tomadas con cinta métrica el día de la toma de datos.. Ilustración 74.Captura Diseño y Orientación Plano Ortoimagen.. Ilustración 73. Captura Diseño Plano Ortoimagen 1.3.. 66. Victor Iniesta Plaza.

(71) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Ilustración 75. Captura Diseño Plano Ortoimagen.. Victor Iniesta Plaza. 67.

(72) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. Más adelante en este entorno, con las imágenes debidamente escaladas se procede a la digitalización de las fachadas y a su reconstrucción, puesto que estas edificaciones sufrieron bombardeos y actualmente se encuentran en ruinas. Se digitalizan evitando los desperfectos de éstas y buscando la geometría original.. Ilustración 76. Captura Diseño y Reconstrucción Fachada 1.2.. 68. Victor Iniesta Plaza.

(73) E.T.S.I. Topografía, Cartografía y Geodesia. Trabajo Fin de Grado. Seguidamente se diseñaron las cartelas de los planos en formato A3, para su posterior impresión. Estos planos estarán adjuntos a este TFG en el anexo de resultados.. Ilustración 77.Captura Diseño Cartela Plano.. Victor Iniesta Plaza. 69.

(74) Modelización 3D del Aeródromo de Talamanca del Jarama. Universidad Politécnica de Madrid. 4.5. Modelado 3D 4.5.1 Captura de Datos Tridimensionales del Búnker Como en todos los trabajos anteriores, la primera tarea a realizar fue un acondicionamiento de la zona, así como un estudio para planear la forma más adecuada para la captura. En este proceso fue necesario apartar algunos elementos que entorpecían las tareas de medición. Entre estos elementos se encontraba una puerta que prohibía el paso. En este caso, al contar con la colaboración del Excmo. Ayuntamiento de Talamanca de Jarama, se tenían los permisos necesarios. Esta retirada fue temporal, después de la toma de datos fue colocada en su lugar.. Ilustración 78. Imagen Puerta Refugio.. La toma de datos fue progresiva y dinámica, es decir, se fueron encadenando distintos escaneados a medida que se desplazaba por el búnker. El movimiento empleado para la captura fue helicoidal avanzando por el interior del refugio. En las entradas no fue necesario iluminar las escenas puesto que había luz natural. Sin embargo una vez dentro del búnker no se disponía de luz necesaria, por ello se emplearon dos linternas led que emitían una luz blanca suficiente para la captura.. 70. Victor Iniesta Plaza.