Como habíamos prometido os traemos la segunda entrega del TOP 6 de los errores más frecuentes. Siguiendo las recomendaciones que os incluimos a continuación os aseguramos los mejores resultados utilizando la plataforma de Aerial Insights. La semana pasada ya tratamos en este post 3 de los errores más comunes: elección del drone/cámara, trayectoria de vuelo y solape entre imágenes. Hoy analizaremos las 3 variables restantes: resolución/precisión de los resultados, la operativa con los puntos de control y extensión del área mapeada.
Resolución y Precisión
Hay dos preguntas que se repiten con frecuencia: ¿Cuál es la precisión que podemos esperar de los resultados? y ¿Qué resolución tendrán las imágenes resultantes? La respuesta no es directa y depende de varios factores.
Por resolución, entenderemos el grado de detalle de las fotografías tomadas con el drone. Entendida así, la resolución está directamente relacionada con la GSD (Ground Sample Distance). Ésta nos indica la distancia entre dos centros de píxeles consecutivos medidos en el suelo. Pongamos un ejemplo: una GSD de 2 centímetros significa que un píxel en la imagen equivale a un cuadrado de 2 centímetros de lado en el suelo. Por tanto, cuanto menor sea el valor de la Ground Sample Distance de las imágenes, mayor será la resolución espacial que obtengamos en nuestro modelo. En el siguiente vídeo, José Alberto Soler de ZCopters explica con más detalle qué es la Ground Sample Distance.
Los dos principales factores que afectan directamente a la Ground Sample Distance son:
- La altura de vuelo: a mayor altura de vuelo, mayor superficie cubierta pero con un menor detalle. Es decir, la GSD aumenta a medida que aumentamos la altura de vuelo.
- El sensor y la óptica de la cámara: utilizando una cámara con más megapíxeles se obtiene una mejor GSD a igualdad de altura de vuelo.
Veamos todo esto con un ejemplo. Con un Phantom 4 a una altura de vuelo de 40 metros se consigue una GSD de 1,75 cm/píxel mientras que para una altura de 60 metros se consigue una GSD de 2,62 cm/píxel. El sensor de la cámara es el mismo, pero como la altura de vuelo es mayor en el segundo caso la GSD aumenta. Si ahora comparamos el mismo ejemplo pero esta vez utilizando el Phantom 4 Pro (mejor sensor) obtenemos una GSD de 1,09 cm/píxel a una altura de 40 metros y una GSD de 1,64 cm/píxel a 60 metros de altura. Para la misma altura obtenemos diferentes valores de la GSD por la diferencia del sensor.
Una vez hayamos procesado el set de fotografías, el resultado se corresponderá aproximadamente con la GSD de las imágenes de entrada. En todo caso existen factores que, a igual GSD, afectarán a la precisión de los resultados. En primer lugar, fotografías borrosas, con poco solape, mala iluminación, etc, generarán ortofotos con poca nitidez. Los píxeles se corresponderán con la GSD, pero no será posible diferenciar detalles que, aún cuando la GSD debiera de ser suficiente, no estarán claramente delimitados. De alguna forma, el resultado será una versión sin detalle de las originales. Siendo optimistas, la precisión que se puede conseguir es de 1 a 3 veces la GSD. En el ejemplo anterior (GSD=2 cm/píxel), en el mejor caso se podrán distinguir objetos de entre 2 y 6 centímetros.
Puntos de control
Aerial Insights recomienda utilizar puntos de control siempre que sea posible. Nuestra plataforma es capaz de procesarlos y los resultados son siempre positivos. Para ello, solo es necesario que nos enviéis un email con las coordenadas de cada punto además de indicarnos una referencia visible en las imágenes para poder identificarlos. Nuestro equipo se encarga de introducir los puntos de control en los cálculos.
Los puntos de control son marcas visibles hechas con pintura, cal, dianas, elementos del terreno u otros objetos que son identificables dentro de las fotografías tomadas por el drone. Para tomar estos puntos de control es necesario utilizar un GPS RTK o una estación total de forma que conozcamos las coordenadas geográficas exactas (x,y,z y/o latitud, longitud y altitud) de cada punto.
Ejemplo de diana / Leica
Como mínimo necesitaremos entre 4 y 5 puntos de control, aunque lo ideal es disponer de varios puntos extra sobre los que poder apoyar los cálculos. En caso de tomas de datos muy extensas, con formas alargadas, etc. se recomienda colocar puntos de control cada 500-1.000 metros lineales. Al margen de estos puntos también es recomendable tomar algún punto de control extra (puntos de validación). Aunque quedan fuera de los cálculos son útiles posteriormente para validar la precisión del modelo. Importante: los puntos de control deben ser visibles en varias fotografías. Por eso es recomendable evitar las áreas más extremas de la zona fotografiada. Ni que decir tiene que un punto de control excesivamente pequeño, del mismo color que su entorno, o oculto por otros elementos, es poco menos que inútil.
Extensión del área mapeada
Aerial Insights procesa habitualmente trabajos de cientos/miles de hectáreas. En base a esta experiencia sabemos que a la hora de realizar un mapeo con drone hay que diferenciar entre pequeñas y grandes extensiones. Dependiendo del caso, es fundamental que el trabajo previo de planificación de la misión incluya la correcta selección del tipo de drone. Con un multirrotor cubriremos 15-30 hectáreas como máximo por vuelo, mientras que con un drone de ala fija podremos cubrir fácilmente 100 hectáreas e incluso sobrepasarlas.
Si bien las pequeñas extensiones son sencillas de planificar, simplemente hay que tener en cuenta el solape entre imágenes y el tipo de trayectoria, en el caso de grandes extensiones hay que tener más precauciones. En estas misiones más grandes es probable que tengáis que cambiar baterías o cargar misiones parciales en el drone. Tened en cuenta que es necesario que las fotografías de cada misión se solapen, al menos en un 20%, es decir, las zonas de contacto entre las áreas cubiertas deben ser visibles en ambas misiones. En caso de colocar puntos de control, es recomendable que algunos de ellos estén en estas zonas comunes.
No es estrictamente necesario, pero conviene limitar las sesiones a un máximo de 1.000-1.200 imágenes por misión. Esta cifra irá cambiando conforme la tecnología evolucione, pero nuestra experiencia nos dice que este es el número aproximado de fotografías que se procesarán cómodamente.
Finalmente, si los vuelos son largos, intentad ejecutarlos en días sin nubes. Las nubes cambian el aspecto de las áreas fotografiadas, y el resultado, si bien será correcto topográficamente, tendrá cambios de color.
Resumiendo, 6 elementos que tenéis que considerar para asegurar el éxito de vuestros trabajos: tipo de cámara y drone, trayectoria de vuelo, solape entre imágenes, resolución/precisión requerida en los resultados, necesidad de puntos de contol y extensión del área mapeada.
Como siempre, cualquier cuestión que os pueda surgir nos la podéis hacer llegar por correo electrónico a info@aerial-insights.co, o bien a través de nuestras redes sociales (Facebook, Twitter y Linkedin).
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cuando hay vegetacion espesa y de diferentes alturas como calculan la topografia del terreno
Saludos Mauricio;
Tanto el DTM (Digital Terrain Model) como el DSM (Digital Surface Model) son mapas que contienen las alturas correspondientes a cada punto. La diferencia entre uno y otro es que en el DSM, las alturas corresponden al punto más elevado teniendo en cuenta todos los elementos que existen. En el caso del DTM se eliminan estructuras verticales, árboles, vegetación y matorrales. Ahora bien, ambas capas se calculan a partir de las fotos enviadas por el UAV, con lo que es imposible detectar el suelo en ciertos casos. Por ejemplo, cuando el vuelo es sobre vegetación densa y bosques, no es posible ver el suelo, con lo que ni el DSM ni el DTM reflejarán la altura del terreno.En la mayoría de los casos, ambos son capaces de detectar el terreno, ya que, aunque existan zonas de vegetación, siempre existe una referencia visual del terreno sobre el que crece.
Todos los procesamientos hechos con Aerial Insights incluyen como resultados: ortofoto, mapas de elevación (DSM y DTM), nubes de puntos, reconstrucciones 3d con texturas de alta resolución, y desde principio de año, las curvas de contorno construidas a partir de los mapas de elevación. Todo ello disponible en nuestra plataforma online desde donde los puedes consultar, compartir y descargar.
Un saludo!
Muy interesante
Muy buenos días. Me encuentro en busca de información sobre la cámara multiespectral Parrot Sequoia. Les agradecería infinitamente me puedan facilitar la misma concerniente a tiempo de procesamiento de las imágenes, velocidad del crucero, un rango de área de cobertura eficiente. Muchas gracias de antemano, amigos. Sé que la información que pido es relativa pero les agradecería me ayudarían a clarificar un poco dándome su opinión.
Saludos Bruno,
El tiempo de procesado de las imágenes depende de la cantidad de imágenes. Como ejemplo, con el tipo de máquinas que utilizamos en Aerial Insights, lotes de entre 1000 y 2000 imágenes se suelen procesar en unas pocas horas, pero el contenido de las imágenes tiene una influencia significativa en el número concreto.
Podemos generar un par de docenas de índices de vigor y te facilitamos una ortofoto con cada uno de los canales originales. Estos están disponibles para visualizarlos en la plataforma online y tambien es posible descargarlos en formato GeoTIFFs. Además, si nos envías las imágenes de calibración, el resultado incluirá calibración radiométrica.
Un saludo
El equipo de Aerial Insights
Hola Aerial Insigts,
Tengo una duda, cuáles son las imágenes de calibración? También se necesitan para los trabajos con cámaras normales?
Pregunto porque en el informe de Agisoft uno de los parámetros es «calibración de la cámara» y la verdad no he encontrado como se introduce este elemento en el computo
Saludos Gabriel,
La respuesta rápida es que «calibración» es un concepto que tiene diferentes significados dependiendo del contexto.
Resumiendo y sin entrar en detalles complejos:
– Todos los procesadados fotogramétricos (aerial insights, pix4d, photoscan…) necesitan calibrar la cámara. No solo eso, necesitan calibrar la cámara para cada uno de las imágenes tomadas durante el vuelo. Esto es así independientemente de que tipo de cámara haya sido utilizada y sin necesidad de utilizar patrones de calibrado. En la práctica supone que, a partir de la información contenida en las imágenes, somos capaces de determinar qué tipo de cámara/lente y en que posición/orientación se encuentra para cada uno de los disparos. Incluso te podemos decir si tu cámara o tu GPS tiene algún problema o está mal configurado.
– En otros casos, por ejemplo cuando utilizas cámaras multispectrales, calibración significa que se utiliza algún tipo de elemento físico para deteminar como la cámara capta la luz del entorno. A partir de una foto de una tarjeta de calibración fabricada con materiales y pinturas especiales (lambertianos), el procesado es capaz de determinar cuan sensible es la cámara a cada longitud de onda de la luz.
Podeis imaginar que la fotogrametría tiene mucha ciencia, y los algoritmos que utiliza son realmente complicados.
Por cierto, ¿por que no te animas a probar Aerial Insights? Nosotros nos encargamos de todos los detalles necesarios para que tu puedas centrarte en volar y atender a tus clientes! Imagina: soporte en castellano, no más horas de estrés esperando a que terminen los cálculos, no más errores que no sabes como solucionar, no más sorpresas desagradables a pocas horas de entregar un trabajo.
Aerial Insights es «fotogrametría sin dolores de cabeza»
Buenas noches, tengo un phantom 4 pro y procesando datos de dos proyectos de lugares muy diferentes resulta que la altura me varia en un proyecto +80 metros de la altura real obtenida con los puntos de control, en el otro proyecto me varia -100 de la altura real… cual es el problema?? se puede solucionar? Ayuda.
Saludos Vanesa;
Te recomendamos que le eches un vistazo al artículo de nuestro blog sobre los puntos de control.
Un saludo.
Buenas noches, tengo un phantom 4 rtk haciendo las pruebas de vuelo y procesando pequeñas, tengo mis dudas con respecto a como les enviaría los puntos tomados por la estacion GNSS
Saludos Carlos;
La operativa con los puntos de control es muy sencilla. Solamente debes de enviarnos un email con las coordenadas de cada punto (WGS84, ETRS89, UTM) y explicarnos qué aspecto tiene cada uno. Para ello, sólo es necesario adjuntar un par de imágenes de la serie y hacer una marca o bien una descripción escrita del mismo. A partir de ahí, nuestro equipo se encargará de hacer todo lo necesario para que estos puntos de control muestren todo su potencial en los resultados.
Puedes ver más información sobre los puntos de control en el siguiente artículo [link]
Un saludo.
Hola Areal insights, quiero saber si es posible procesar la información de la misma zona pero en diferentes vuelos, es decir, utilizar las fotografias de ambos vuelos en un solo procesamiento, o es necesario procesar las imagenes por separado??, Gracias
Saludos Camilo,
El caso que nos comentas es bastante habitual: La mayoría de los trabajos que procesamos requieren más de un vuelo.
En muchos casos, una batería no da para más de 20 minutos, y en ese tiempo puedes cubrir una cantidad de terreno limitada. Cuando la batería está a punto de agotarse, se «llama» al dron a la base, se reemplaza la batería por una nueva y se continúa la misión donde se había dejado. En otros casos, se completan varios vuelos de forma que las fotos resultantes cubren la misma área pero desde puntos de vista diferentes.
Procesar varios vuelos añade algo de complejidad al procesado, sobre todo, cuando no se planifican las rutas teniendo en cuenta esta situación. Aerial Insights tiene amplia experiencia y por eso nuestros servicios incluyen soporte en la planificación del vuelo. En caso de que los vuelos estén ya hechos, también podemos solucionar los problemas que puedan presentarse.
Un saludo
Muy buen día,
Disculpe, porque razón mi nube de puntos me sale curveada, es decir, el barrido con el dron sale como si se hubiera hecho en forma de U invertida?
Agradecería mucho su respuesta.
Saludos cordiales.
Saludos Diego,
Este es un problema muy común cuando utilizas simulaciones fotogramétricas, tanto más cuanto menos preciso sea el GPS del dron y más alargada/extensa sea la estructura que intentas reconstruir.
La razón detrás de este tipo de errores tiene que ver con oscuros razonamientos matemáticos y geométricos acerca de la «geometría definida por las posiciones de la cámara», la precisión que puede mantener el GPS a lo largo del tiempo y la capacidad de los algoritmos de encontrar una solución «optima» de acuerdo a los datos que se conocen.
En la práctica, la solución no es única y tiene más que ver con encontrar un buen diseño de las misiones de vuelo que con los parámetros que debas elegir antes de lanzar las simulaciones. Es decir, es más fácil evitar estos problemas a-priori en campo que una vez te enfrentas a la simulación.
Lo que te recomendaría es que nos envíes un email a info@aerial-insights.co, nos des más detalles y te ayudaremos a encontrar una solución.
Recordad, que todos los servicios ofrecidos por Aerial Insights incluyen el soporte y la asesoría necesaria para evitar este tipo de problemas. Nuestra experiencia después de completar miles de trabajos similares nos permite sugeriros la mejor aproximación en cada caso, de forma que los tiempos de captura de datos se reducen, al mismo tiempo que el minimizaos el riesgo de que las simulaciones presenten problemas.
Un saludo
Muy buen dia.
Una consulta, que se hace o como solucionar el problema cuando se te indica que algunas fotos no fueron orientadas correctamente. Saludos y gracias
Saludos Raimundo,
En realidad, el hecho de que _algunas_ fotos no hayan sido orientadas no representa un problema. Es habitual que un porcentaje pequeño de fotografías sean ignoradas en un procesado fotogramétrico. Simplemente, el motor de cálculo decide que son imágenes que no mejoran la solución. La calidad del producto final (ortofoto, nube de puntos….) se verá afectada sólo en el caso de que estas imágenes sea numerosas, o bien estén concentradas en un área concreta.
Al margen de esto, uno de los elementos diferenciales de Aerial Insights la tecnología y buenas practicas que hemos desarrollado para que estos procesos sean «más tolerantes» a capturas de datos problemáticas. Es por esto que somos capaces de entregar resultados precisos en casos en los que los motores de fotogrametría comerciales fallan.
Si tienes algún proyecto con el que estás teniendo problemas, escríbenos a info@aerial-insights.co y trataremos de ayudarte.
Un saludo