Un estereoplotter utiliza fotografías estereoscópicas para determinar elevaciones . Ha sido el método principal para trazar curvas de nivel en mapas topográficos desde la década de 1930. Aunque los dispositivos específicos han avanzado tecnológicamente, todos se basan en el cambio aparente de posición de una característica en las dos fotografías estereoscópicas.
Los estereoplotters han cambiado a medida que la tecnología ha mejorado. Los primeros estereoplotters eran estereoplotters de proyección que utilizaban únicamente rayos de luz y óptica para ajustar la imagen. El Kelsh Plotter es un ejemplo de los estereoplotters de proyección. Los estereoplotters analógicos llegaron después y eran más sofisticados, ya que utilizaban una óptica más sofisticada para ver la imagen. El estereoplotter analítico se utiliza hoy en día. Incorpora un ordenador que realiza el trabajo de alinear matemáticamente las imágenes para que se alineen correctamente. El estereoplotter analítico también permite almacenar los datos y volver a dibujarlos a cualquier escala deseada.
El estereoplotter requiere dos fotografías que tengan una superposición considerable (60%) y que estén corregidas por la distorsión debida al ángulo de la foto. Las fotos se colocan en un medio transparente y se proyectan con una fuente de luz. Cada imagen se proyectará superpuesta sobre la otra. El operador, utilizando un conjunto especial de ópticas , verá entonces la imagen como tridimensional debido a la perspectiva diferente de cada foto.
La óptica del estereoplotter es lo que permite al operador trazar los contornos y las características. La fuente de luz utilizada para proyectar la foto es lo que inicia el proceso. Una foto se proyecta utilizando un filtro cian /azul y la otra foto se proyecta con un filtro rojo. El operador usa un par de anteojos especiales que tienen el mismo filtro de color para lentes. Al ver la foto de la izquierda con luz azul mientras el ojo izquierdo tiene el filtro azul y la foto de la derecha proyectada con luz roja y el ojo derecho ve a través del filtro rojo, la imagen superpuesta se vuelve tridimensional. Las imágenes tendrán puntos de control que detallan cómo debe ocurrir la superposición de las fotos. La imagen superpuesta resultante se llama anaglifo y es un modelo tridimensional del terreno . Una vez que se proyectan las dos fotos y se alinean los puntos de control deseados, el operador comenzará a registrar las elevaciones deseadas en el terreno "volando" un punto de luz a lo largo de los contornos. Si el punto de luz parece flotar sobre el terreno o parece sumergirse en el terreno, el operador sabe que lo ha alejado demasiado de una pendiente o lo ha acercado demasiado a una pendiente, respectivamente.
En un principio, los estereoplotters registraban la trayectoria del punto de luz voladora trazándola directamente sobre una hoja de acetato o poliéster recubierta de una laca opaca, que podía fotografiarse para fabricar las placas de impresión de mapas topográficos. Si se cometían errores durante el trazado de contornos, el operador aplicaba un poco de laca sobre el trazo incorrecto, lo dejaba secar y luego intentaba hacer volar el punto de luz nuevamente. Los sistemas actuales que utilizan técnicas de captura digital permiten borrar de forma sencilla parte del vector de datos defectuoso en la memoria del ordenador, tras lo cual se puede reanudar la digitalización. A continuación, la base de datos digital se combina en un programa de gráficos con anotaciones y símbolos, que finalmente se utiliza para producir las placas de impresión de mapas con un fotoplotter .
El estereoplotter cumple una importante función, ya que permite que las fotografías aéreas se conviertan en la base para los mapas de contornos y elevaciones . En los Estados Unidos, el mayor uso de mapas topográficos es el del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). El USGS ha catalogado todo el territorio de los Estados Unidos y ha producido hojas topográficas para todo él. Las hojas se utilizan con mayor frecuencia como mapas de 7,5'. Esto significa que hay 7,5' (0,125 grados) de latitud por 7,5' (0,125 grados) de longitud .
Con la introducción de las computadoras, el estereoplotter analítico se convirtió en una máquina popular de elección para la fotogrametría a fines de la década de 1960 y durante la década de 1970. Un estereoplotter es un instrumento que utiliza fotografías estereoscópicas para determinar elevaciones con el fin de crear contornos en mapas topográficos . Las computadoras aportaron la capacidad de ejecutar cálculos más precisos que garantizan una salida más precisa en lugar de aproximaciones. Esta innovación también permitió un cambio a un formato digital en lugar de papel. Los estereoplotters analíticos superaron a sus predecesores analógicos y se convirtieron en el método principal para adquirir datos de elevación a partir de fotografías estereoscópicas .
Los estereoplotters analíticos utilizan una proyección matemática basada en el modelo de ecuación de colinealidad (dos vectores que apuntan en la misma dirección). El elemento mecánico del instrumento es un dispositivo muy preciso, controlado por computadora, que compara dos fotografías simultáneamente. El sistema de medición puede configurarse para crear una medición precisa de las imágenes porque las platinas de las fotografías solo se mueven a través de las coordenadas x e y que están programadas en el sistema. El estereoplotter Kelsh, en comparación, se construyó con una distancia focal y una longitud focal de lente fijas para la proyección. La relación de escala también era fija. Por el contrario, el estereoplotter analítico no tiene limitaciones sustanciales en cuanto a la longitud focal o la escala .
El sistema de visualización de los estereoplotters analíticos tiene un sistema de tren óptico, que generalmente incluye la capacidad de cambiar la distancia focal de una cámara ajustando la lente. El estilo, el tamaño y el color de la marca de medición también se pueden ajustar en el sistema de visualización. También hay un ajuste de iluminación para cada ojo.
El sistema de medición del estereoplotter analítico está formado por un dispositivo de entrada para que el operador mueva el punto de elevación en tres dimensiones. El dispositivo de entrada se programa y la medida digital de la desviación del punto de elevación se envía al ordenador. Con esta información, el programa es capaz de fijar y localizar puntos tanto para el interior como para el exterior de la elevación y registrar las mediciones. La transferencia de información es inmediata y, por tanto, la persona que opera la máquina puede realizar los ajustes necesarios en las coordenadas.
Las elevaciones se miden en tres pasos, que incluyen primero la medición de la orientación interior, luego la orientación relativa y finalmente la orientación absoluta. Las fotografías de orientación interior se colocan en relación con el centro del estereoplotter alineando el estándar fijo de puntos de referencia para la medición con los puntos correspondientes en la fotografía. También se establece la distancia focal de la cámara. Con la orientación relativa, el ángulo de orientación de la cámara con respecto al lugar donde estaban las fotos, la estereofotografía se toma programada en el estereoplotter. Esto permite reducir los efectos de paralaje (distorsión de la estereofotografía final). En la orientación absoluta, las coordenadas terrestres de una posición se utilizan para escalar el modelo. Puede utilizar esto para obtener las coordenadas x, y o z de cualquier posición en las estereofotografías. Esta información se puede utilizar para la construcción de líneas de contorno para mapas topográficos.
El estereoplotter ha sido reemplazado por métodos fotogramétricos más modernos, digitales y automatizados, como en el caso de la estructura a partir del movimiento . El lidar (radar de luz) también ha complementado la fotogrametría para recopilar datos de elevación. El lidar utiliza un pulso láser dirigido a las características y detecta la cantidad de tiempo entre el momento en que se emite el pulso y el momento en que se detecta para determinar la diferencia en las elevaciones.