Esta vez os explicamos cómo mejorar vuestros vuelos fotogramétricos para sacar el mayor partido al uso de puntos de control o también denominados puntos de apoyo. Aún así existen diversas dudas que resolveremos ya mismo: qué son, cómo colocarlos, cuántos elegir y otras muchas más.

Resolviendo la primera duda frecuente: Sí, Aerial Insights es capaz de procesar puntos de control. De esta forma incrementamos significativamente la precisión de los resultados con respecto al procesamiento de imágenes sin puntos de control.

Empecemos con lo básico…

¿Qué son los puntos de control?

Los puntos de control (ground control points, GCP en inglés) son puntos de referencia que:

  1. Se colocan físicamente en el entorno.
  2. Se fotografían desde el aire.
  3. Se establecen sus coordenadas geográficas con precisión.

Es decir, el piloto tiene que colocar por cada punto de control una referencia visual (un objeto, una marca de pintura en el suelo, una diana impresa). Estos objetos deben ser claramente visibles desde el aire, e idealmente, localizables en varias fotos. Esta etapa forma parte y hay que tenerla en cuenta en la planificación de vuelo (más información aquí).

En paralelo, es necesario utilizar un GPS de alta precisión para establecer la localización (geográfica) de cada punto. El fin último es establecer una correspondencia entre lo que se ve en las fotos y la coordenada geográfica precisa de aquello que se ve.

¿Qué aspecto debe tener un punto de control?

No hay una opción única. Aquí cada maestrillo tiene su librillo y, al margen de las recomendaciones que os podamos hacer, existen preferencias personales. Lo único estrictamente necesario es, y no nos cansaremos de repetirlo: el punto de control tiene que ser claramente identificable desde el aire.

En las imágenes podéis ver diferentes puntos de control. Desde marcas de cal y pintura en el suelo, hasta elementos impresos en lona o papel, conos de obra, incluso detalles de construcciones (esquinas, tapas de alcantarilla, bordillos). Para más ideas, os recomendamos una búsqueda online como ésta.

Las recomendaciones de Aerial Insights

Los puntos de control deben de tener:

  • Tamaño suficiente y forma adecuada: Para un vuelo a 80 metros de altura con una cámara de 14 megapíxeles y una óptica con una focal de 18mm, un punto de control cuadrado de medio metro de lado va a ocupar un área de 16 x 16 píxeles. No es mucho, pero es suficiente. Un punto de control del mismo tamaño, hecho con dos trazas de pintura de 10 centímetros de ancho, probablemente pasará desapercibido ya que su anchura es de menos de 3 píxeles.
  • Centro claramente definido y con suficiente contraste: Lo único que interesa de un punto de control es la posición de su centro. Una X hecha con dos líneas, un cuadrado dividido en cuatro cuadrantes, una letra T, un diana… son igualmente válidos. En general, evitad manchas de color uniforme o formas excesivamente irregulares.
  • No utilizar colores que se integren con el entorno. Un punto de control blanco dentro de una zona de roca calcárea hará que probablemente se identifiquen elementos del entorno como puntos de control.
  • Utilizar materiales que sean visibles en diferentes condiciones de iluminación. Y nos referimos a visible desde el punto de vista del drone, no a ras de suelo. Lo que es absolutamente visible a ras de suelo, no necesariamente lo será desde el cielo.
  • Apoyadlos sobre superficies planas y libres de oclusiones. Así mejoraremos la probabilidad de que el punto de control se vea completo y con suficiente tamaño. Evitad árboles, vegetación, edificaciones, etc. El resultado suele ser que el punto de control es visible en muchas menos imágenes, lo que en ocasiones resulta en medidas inutilizables.

Finalmente, planificad para “la tormenta perfecta”. Todo el mundo tiene un mal día, la climatología es imprevisible y cualquiera de los problemas anteriores se combinarán en vuestra contra en un caso real. El hecho de que utilices una cámara de 20 megapíxeles no implica que las imágenes resultantes sean siempre nítidas (ved los cuadros de detalle de la imagen inferior). Es probable que las condiciones de luz cambien durante un vuelo de 20 minutos. Como ejemplo, un vuelo perfectamente ejecutado como el de la imagen inferior, con puntos de control tan grandes como un coche y un material fosforescente han resultado en puntos de control que son difíciles de identificar.

ejemplo de puntos de control con droneEjemplos de puntos de control difíciles de identificar

¿Por qué es necesario utilizar puntos de control?

Conocer con exactitud la localización en dónde se han tomado cada imagen del vuelo es tremendamente importante para asegurar la precisión de las reconstrucciones. La tecnología GPS es un gran logro técnico, pero también sufre de ciertos errores, como se puede ver aquí. Los dispositivos de posicionamiento de los drones no son perfectos.

La combinación de todos los factores anteriores puede dar lugar a lecturas con errores de decenas de metros en el plano horizontal. Tampoco es raro encontrar dispositivos que generan alturas que difieren en medio centenar de metros respecto de la realidad. Además, una lectura en el mismo punto generará localizaciones diferentes en diferentes momentos del tiempo.

La forma de compensar todo lo anterior es utilizar puntos de control. Para ello es necesario disponer de un GPS de alta precisión (RTK, PPK). Estos se ven menos afectados por los problemas anteriormente citados.

Una vez determinadas las localizaciones de los puntos de control, su identificación en las fotografías nos dan la situación exacta de varios zonas del mapa. Esta información se extiende a todos los píxeles de la ortofotografía resultante de forma que la geolocalización de cada uno de sus píxeles es más precisa.

¿Cuándo utilizar los puntos de control?

Es muy tentador pensar que mayor precisión es siempre mejor pero hay situaciones en las que no es necesario (o bien no se gana nada) incluyendo puntos de control. En otros son absolutamente indispensables. El criterio os lo dará el uso final de los mapas y reconstrucciones que generemos para vosotros. Es decir, vuestro cliente os dirá de forma (explícita o implícita) si son necesarios.

En general, un trabajo en el que priman criterios estéticos o donde las medidas exactas no son importantes, no requerirá puntos de control. Uno en el que sea necesario conocer distancias, áreas o volúmenes, o bien que la localización de cada detalle tenga que ser exacta, sin duda que requerirán el uso de puntos de control. Este es el caso típico de trabajos técnicos de fotogrametría, construcción, topografía, canteras…

También recomendamos utilizar puntos de control en aquellos trabajos en los que vayamos a generar varios juegos completos de resultados diferentes a partir de fotografías tomadas en vuelos separados varios días/semanas. Para poder compararlos entre sí, es necesario disponer de localizaciones de alta calidad.

¿Cómo se toman e identifican los puntos de control?

Una vez hemos decidido el lugar en donde localizar los puntos de control es necesario hacer algún tipo de marca visible. Podemos utilizar pintura, cal, dianas de diferentes materiales, elementos del terreno u otros objetos.

Para tomar estos puntos de control y conocer las coordenadas geográficas exactas se suele utilizar un GPS RTK (Real time Kinematic GNSS) o PPK (Post-Processed Kinematic) – más sobre las diferencias, ventajas e inconvenientes en otro post. Estos dispositivos son instrumentos de precisión complejos y que requieren ciertos conocimientos. En caso de duda, contad con la ayuda de un topógrafo. El podrá determinar estos datos con absoluta garantía.

Obviamente, los puntos de control deben estar colocados antes de comenzar el vuelo. Determinar su posición puede ser un trabajo anterior o posterior al vuelo.

¿Cuántos puntos de control son necesarios?

Recomendamos trabajar con, al menos, 4 o 5 puntos de control en casos con superficies de decenas de hectáreas y orografías simples. Además es recomendable disponer de varios puntos extra. Como buena práctica, solo los primeros serán tenidos en cuenta en los cálculos, mientras que los segundos se usarán para comprobar la precisión de los resultados.

En caso de tomas de datos muy extensas, con formas alargadas, orografías complejas, etc. se recomienda colocar puntos de control repitiendo el criterio anterior o bien cada 500-1.000 metros lineales. En todo caso, cada proyecto es diferente y requiere un análisis previo. Antes de acometer un proyecto de estas características, hablad con nosotros. Es probable que nuestros consejos os ahorren una parte importante de los costes.

Ya hemos comentado que los puntos de control deben de estar visibles en varias fotografías. Por este motivo evitad colocar los puntos de control en zonas muy cercanas a los extremos de la zona a mapear ya que, al coincidir con las zonas de giro la cámara tenderá a verlos en menos ocasiones. En la misma línea, evitad árboles, vegetación, edificaciones, etc.

En caso de que necesitéis cambiar baterías o completar vuelos diferentes, recomendamos tomar un número uniforme de puntos en cada vuelo y, a ser posible, en las zonas comunes entre vuelos.

¿Cómo debéis enviar los puntos de control a Aerial Insights?

Muy sencillo, una vez habéis subido las imágenes a la plataforma, debéis 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.

Como siempre, cuando el procesado esté listo os llegará una notificación y podréis consultar, compartir y descargar los resultados desde nuestra plataforma online.

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 (FacebookTwitter y Linkedin).

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Agradecimientos: Las imágenes incluidas en este artículo han sido cedidas por Pablo Remis, de Toporiente,y Xavier Pujadas.

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