fotogrametría con drones

fotogrametría con drones

¿Qué es la fotogrametría con drones?

El término de “fotogrametría” viene siendo una técnica cuya función principal es para la reconstrucción de mapas y objetos 3D de alta precisión, y aquellos casos en los que una aproximación de menor resolución es suficiente, ya que permiten hacer reconstrucciones de terrenos y medidas a partir de imágenes aéreas.

Ahora bien, la fotogrametría con drones nos permite conocer las propiedades geométricas de un objeto o una superficie a partir de la información obtenida a partir de varias imágenes con información redundante. Simplificando, para que un objeto pueda estar fielmente reconstruido, éste, debe de aparecer en un número suficiente de imágenes. Es esta información repetida, la que permite extraer su estructura.

En otras palabras, la fotogrametría por drones permite modelar una superficie en 3D, generar planos, llevar a cabo mediciones (longitudes, áreas, volúmenes) y por lo tanto, garantiza la precisión durante la generación de mapas.

 Historia de la fotogrametría con drones

La fotogrametría empieza a emplearse aproximadamente después de que se inventó la cámara fotográfica, en el año de 1858 se realiza la primera fotografía aérea y aunque el primer avión funcional autopropulsado, diseñado y creado por el francés Clément Ader que voló en 1890, no fue sino hasta la primera guerra mundial que se empezó a perfeccionar la técnica de la fotogrametría aérea, como precursora de la fotogrametría con drones, utilizando dispositivos mecánicos, con fines bélicos como mucho de los grandes inventos.

Después de 1924, la fotogrametría aérea resuelve muchos problemas de proyecciones, orientaciones, etc., y empieza a ser más frecuente el uso de los equipos analógicos de restitución. Ya en los años 60’s, con la aparición de los ordenadores, se crea el restituidor analítico inventado por Uki Helava, con lo cual se perfeccionan las técnicas de aero triangulación.

A partir de la década de los 90’s, el rápido avance y abaratamiento de las computadoras personales permitió migrar del procedimiento analítico al digital, por estos años las cámaras digitales aun no llegaban a la calidad de una cámara de una analógica, y posteriormente se empleó la tecnología LIDAR mediante scanners de alta precisión.

Con el gran avance tecnológico actual se han encontrado diversas opciones más económicas para hacer fotogrametría aérea, con cámaras digitales con calidades de imágenes medidas en megapíxeles, las cuales alcanzan resoluciones de alta definición (1920X1080 pixeles) y ahora con la tecnología 4K o HD resoluciones de (3840 X 2160 pixeles) muy similares a las cámaras profesionales convencionales, así como a utilización de tarjetas muy pequeñas con grandes capacidades (Micro SDHC) para almacenar gran cantidad de imágenes digitales y montadas no en avionetas sino en vehículos aéreos no tripulados, surgiendo así lo que coloquialmente llamamos fotogrametría con drones.

fotogrametría con drones
fotogrametría con drones

¿Para qué se usa?

  • Drones para agricultura de precisión: Gracias al uso de drones para agricultura de precisión se pueden realizar vuelos fotogramétricos, realización de mapas de volumen, fotografías térmicas que permiten controlar la cosecha de una forma más óptima. El uso de drones se realiza para mejorar el riego, evitar plagas, estimar la producción, entre otros.
  • Drones topografía: El uso de drones para topografía tiene diversos usos y utilidades como por ejemplo el de la cartografía aérea de gran precisión, los drones nos generan fotografías con una resolución muy superior a las imágenes por satélite. Creando Ortomosaicos, modelos 3D, modelos digitales del terreno (MDT), modelos de elevación digital (MDE), nubes de puntos, etc., estos serían algunos de los usos de drones para topografía que luego tienen aplicación en: seguimiento de obras,  medición de fincas, medición de infraestructuras lineales y estudios de inundabilidad.
  • Drones para minería y canteras: Los drones para la minería tienen varios usos como pueden ser crear volumen de canteras, reconstrucciones en 3D, estimar volúmenes de minas a cielo abierto, etc., que tienen como aplicación detectar por ejemplo: escombreras,  detectar material apilado, tamaño de balsas, detectar zonas con pendientes pronunciadas, propensión a derrumbes, estimar stocks, etc.
  • Drones para medir terrenos – fincas: La medición de terrenos con drones de ala fija permiten medir grandes extensiones en poco tiempo, mediante la utilización de vuelos fotogramétricos podemos calcular las parcelas que son más productivas en los campos de cultivo, desniveles, modelos 3D, mapa digital de elevaciones, etc.
  • Drones para Publicidad, spots, realización de audiovisuales: Las imágenes aéreas que vemos en los spots publicitarios, los documentales, esas imágenes de acción imposible o poder sentir la migración de las aves como si fuéramos una más se realizan con drones.
fotogrametría con drones
fotogrametría con drones

¿Por qué lo usamos nosotros?

El sector de bienes raíces cada día ven el gran potencial de utilizar los drones para promover la venta de propiedades e incluso para la delimitación de terrenos.

Como ya hemos nombrado con anterioridad, esta tecnología permite realizar exactamente los mismos vuelos una y otra vez, es muy sencillo apreciar el avance de la construcción de una obra, así como también delimitación de terrenos, conocer las propiedades geométricas de un objeto, permite modelar una superficie en 3D, generar planos, llevar a cabo mediciones (longitudes, áreas, volúmenes) y por lo tanto, garantiza la precisión durante la generación de mapas.

A nivel catastral es una inversión interesante para las municipalidades ya que en pocos vuelos, se puede apreciar y calcular los metros cuadrados de cada terreno lo que puede traducirse en un incremento de ingresos.

Ventajas de usar fotogrametría con drones

  • La seguridad que recibe el topógrafo, es sin duda una de las ventajas más destacable. En la anterioridad, el topógrafo necesitaba poder tomar puntos de acopios de material, por lo que debía ascender hasta el costo más alto de este, recorrer un talud con gran pendiente para poder representarlo, etc., con la posibilidad de resbalar o con el desafortunado resultado de hundirse en el acopio.
  • La eficiencia que se logra mediante el vuelo del drone ya que se pueden conseguir millones de puntos con color, mientras que antes el topógrafo debía ir observando punto por punto, obteniendo solamente unas coordenadas en las que difícilmente podría conseguir 500 puntos aproximadamente por jornada. De esta manera, la superficie queda mejor representada y es posible obtener un plano que se ajuste más a la realidad y se minimiza el margen de error.
  • El valor visual nace de la posibilidad de disponer de un documento gráfico con un histórico en el que se puede apreciar el avance como posible aval a futuras reclamaciones o simplemente para un análisis visual. De esta forma, es posible comparar visualmente la cantidad de material que ha variado en un almacén.
  • Los plazos de entrega, se reduce el tiempo de procesado y, por lo tanto, los costos de trabajo disminuyen. Hace años, los vuelos fotogramétricos mediante aviones específicamente acomodados a este trabajo daban plazos de entrega de aproximadamente 1 mes, a diferencia de un vuelo de un drone y la toma de puntos de apoyo, este tiempo se reduce a días.

Características de nuestro drone

En Twist&House trabajamos el drone Phantom 4 Pro, que cuenta con una cámara de cardán estabilizada de 3 ejes con un sensor CMOS de 1 “y 20 MP capaz de grabar video de 4K / 60fps y ráfagas de fotos de hasta 14 fps. El casco ha sido actualizado desde el Phantom 4 anterior, ahora con una construcción de aleación de magnesio para mayor rigidez y peso reducido. El sistema FlightAutonomy agrega sensores de visión trasera duales más sensores infrarrojos para un total de cinco direcciones de detección de obstáculos y cuatro direcciones para evitar obstáculos. Comparado con el Phantom 4 Advanced variante, el Pro presenta las cuatro direcciones señaladas, en lugar de dos, para evitar obstáculos y ofrece un canal de 5.8 GHz para el enlace de Lightbridge, además de 2.4 GHz.

fotogrametría con drones

Sus características son:

  • Cámara de cardán con sensor CMOS de 1 “
  • La cámara de a bordo presenta una novedad para la línea Phantom: un sensor CMOS de 20 megapíxeles de 1 pulgada.
  • El potente procesamiento de video admite videos H.264 4K a 60 fps o H.265 4K a 30 fps, ambos grabados en una tasa de bits de 100 Mbps.
  • Un sistema mejorado de procesamiento de video permite capturar video en DCI 4K optimizado para cine y producción (4096 x 2160) a 60 fps y una tasa de bits de 100 Mbps.
  • Control remoto con enlace de video HD de Lightbridge
  • El controlador Phantom 4 Remote Controller Included integra un sistema de transmisión de video Lightbridge HD actualizado que agrega soporte para transmisión de 5.8 GHz.
  • La capacidad de elegir entre 2.4 GHz y 5.8 GHz permite a los pilotos interrumpir la interferencia y elimina el retraso de la imagen causado al volar en un área con un uso intensivo de frecuencia de 2.4 GHz.
  • Modos de vuelo inteligentes
  • Con Draw, simplemente dibuje una ruta en la pantalla y el Phantom 4 Pro se moverá en esa dirección mientras mantiene su altitud bloqueada.
  • Seguir objetos en movimiento rápido puede ser muy desafiante, pero los algoritmos avanzados de reconocimiento de imagen utilizados por el Phantom 4 Pro le permiten reconocer y rastrear un objeto mientras lo mantiene en el marco.
  • En su modo de retorno a casa, el Phantom 4 Pro puede elegir automáticamente la mejor ruta para regresar a casa dependiendo de las condiciones ambientales.