¿Cómo se hacen ortofotos y modelos 3D con fotogrametría? Solape, GSD y puntos de control

Una foto no es una medida; muchas fotos que ven el mismo punto pueden convertirse en una.

De la foto a las coordenadas: cómo funciona

El software de fotogrametría primero encuentra el mismo detalle (una piedra, la esquina de una línea) en varias fotos y lo empareja. Cuando al menos dos fotos, y preferiblemente más, ven el mismo punto, se pueden calcular las posiciones y las direcciones de toma de la cámara junto con la posición tridimensional del punto. Este paso se llama ajuste de haces; la distancia focal y la distorsión del objetivo suelen estimarse en el mismo cálculo. Después, la correlación densa produce una nube de millones de puntos y, a partir de ella, un modelo de superficie, una ortofoto y un modelo 3D texturizado. Cada eslabón de la cadena depende del anterior: si el emparejamiento es débil, ninguno de los productos posteriores será bueno.

Distancia de muestreo en el terreno: ¿cuántos centímetros mide un píxel?

La distancia de muestreo en el terreno (GSD; YÖA en turco) es el tamaño de un píxel sobre el terreno. En una foto vertical se calcula aproximadamente así: GSD = ancho del sensor × altura de vuelo ÷ (distancia focal × ancho de la imagen). Por ejemplo, con un sensor de 13,2 mm de ancho, una distancia focal de 8,8 mm y una imagen de 5472 píxeles de ancho, una foto tomada desde 100 m tiene un GSD de unos 2,7 cm; a 50 m se reduce a la mitad. En Türkiye, el Reglamento de Producción de Mapas a Gran Escala y de Información Cartográfica fija un límite superior para el GSD de las fotos aéreas: 10 cm para mapas y ortofotos a escala 1:1000 y 5 cm a 1:500. Un GSD más pequeño muestra más detalle, pero por sí solo no es precisión.

Solape: ¿cuántas fotos deben ver cada punto?

El solape longitudinal es el área común de dos fotos consecutivas de la misma pasada; el solape lateral, el área común de dos pasadas vecinas. El mismo reglamento pide planificar la fotografía aérea con cámaras métricas con al menos un 70 % de solape longitudinal y un 30 % lateral, y exige un 80 % longitudinal y un 60 % lateral para las ortofotos verdaderas. En los vuelos con dron las cámaras son más pequeñas y los vuelos más bajos, así que la mayoría de los proyectos se planifican con porcentajes más altos; aumentar el solape sobre arbolado y superficies llanas y uniformes es lo que salva el emparejamiento. Volar un poco más allá del área al final de cada pasada asegura que los bordes también los vean suficientes fotos.

Puntos de control y puntos de chequeo

Los puntos de control (GCP) son marcas cuyas coordenadas se miden en campo con GNSS o estación total y que pueden identificarse en las fotos; vinculan el modelo al sistema de coordenadas correcto. Se distribuyen por las esquinas y los bordes del bloque y por su interior; los puntos alineados a lo largo de una sola línea dejan el modelo libre para girar alrededor de ese eje. Los puntos de chequeo no participan en el ajuste y solo ponen a prueba el resultado. El reglamento exige que el error medio cuadrático en los puntos de chequeo tras el ajuste del bloque no supere 0,75 × GSD en planimetría y 1 × GSD en altimetría. Con un GSD de 5 cm eso significa como máximo unos 3,75 cm en planimetría, pero solo cuando el criterio se cumple de verdad. Aunque la aeronave lleve RTK o PPK, siguen haciendo falta puntos de chequeo independientes.

Ortofoto, ortofoto verdadera y modelo 3D

Una ortofoto elimina el desplazamiento causado por el relieve, la distorsión del objetivo y la inclinación de la cámara, de modo que la foto puede medirse como un mapa. Como lo hace con un modelo del terreno (el suelo desnudo), los edificios altos y los puentes parecen inclinados y los bordes de los tejados se desplazan respecto a su posición real en el suelo. La ortofoto verdadera usa en cambio un modelo de superficie y muestra los objetos en su posición planimétrica real; por eso necesita más solape. Un modelo 3D texturizado es el modelo de superficie con las fotos proyectadas encima: ideal para inspeccionar visualmente fachadas, taludes y acopios, pero para medir sigue dependiendo de los puntos de control.

Antes del vuelo: luz, superficies y registros

Lo que más estropea el emparejamiento son las propias fotos. El reglamento pide que, en la fotografía aérea, el sol esté a más de 30 grados sobre el horizonte; las sombras largas y los reflejos dan problemas. En superficies sin textura, como el agua, la nieve, los campos llanos recién arados o los tejados uniformes, el software no encuentra nada que emparejar. Vigila la velocidad de obturación para evitar el desenfoque por movimiento. En Türkiye, los vuelos con dron están sujetos a las normas de registro y autorización de la Dirección General de Aviación Civil (SHGM). Guarda juntas las fotos, la lista de puntos de control y el sistema de coordenadas y el tipo de altura (elipsoidal u ortométrica) con que se midieron los puntos; si se mezclan tipos de altura, el modelo puede desplazarse decenas de metros hacia arriba o hacia abajo.

Preguntas frecuentes

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