Etapas de un flujo de trabajo fotogramétrico con drones

Son básicamente tres las etapas en que se puede dividir un flujo de trabajo fotogramétrico con drones, estos son: i) Planeación y adquisición de las imágenes; ii) Procesamiento de la información y iii) Análisis y presentación de resultados. La primera etapa engloba trabajos tanto de gabinete y de campo y las dos últimas solamente de gabinete.

1. Planeación y adquisición de las imágenes

Es en esta etapa donde los drones y las cámaras digitales participan activamente, ya que su principal funcion es la adquisición rápida de información.

Esta etapa está influenciado de los objetivos que se desean alcanzar con el levantamiento fotogramétrico, es decir del resultado deseado, ya sea que se requiera un modelo digital que representen la topografía de un sitio o bien un ortomosaico para el monitoreo de cultivos o un vídeo para la inspección de una obra, etc.

En base a estos objetivos, es posible definir parámetros como: tipo de cámara a usar, altura de vuelo, resolución esperada en las imágenes, porcentaje de traslapes entre imágenes, velocidad de vuelo, número de vuelos, etc., a esto se le llama planificar el vuelo. Esta planificación comúnmente se hace en gabinete con un software especializado, que debe ser compatible con nuestro dron.

Dentro de esta planeación en gabinete, se define también el número de puntos de control a usar (GCP, Ground Control Point ), esto es importante si se requiera alta precisión en los productos, sobre todo en la vertical. Segun Sanz-Ablanedo, Chandler, Rodríguez-Pérez, & Ordóñez, (2018) se pueden obtener precisiones en la vertical de hasta 1.5 GSD (tamaño del pixel) mediante el uso de 4 GCP por cada 100 imágenes. Si se usan drones con GPS RTK es importante colocar GCP si se requieren precisiones en la vertical menores a 12 cm

En lo que se refiere al trabajo de campo, consiste en obtener las coordenadas de los GCP y en la ejecución de los vuelos para adquirir las imágenes del sitio de estudio y la(s) cámara(s) digital(es) según la planificación del vuelo que se ha realizado.

Se debe tener cuidado en esta etapa, ya que si no se realiza una correcta planeación puede que las imágenes capturadas no sirvan de mucho y se tenga que repetir los vuelos, lo cual implica perdidas económicas.

2. Procesamiento de la información

En esta etapa mediante técnicas fotogramétricas se generan modelos digitales de elevación y ortomosaicos usando imagenes o vídeos obtenidos desde el dron. El procesamiento de la información es la etapa que más tiempo demanda dentro de todo el flujo de trabajo fotogramétrico, según Nex & Remondino (2014) puede llegar a ser del 60%, aunque, este porcentaje se ve influenciado por el numero de imágenes a procesar, de la calidad con que se genera la nube de punto densa (alta, media, baja) y de la capacidad del equipo de cómputo con el que se cuenta.

Hay que tener en cuenta que el tiempo de procesamiento puede llegar a ser de días. Las imágenes se procesan con software especializado, ya sea Pix4D, Agisoft Metashape u otro. En estos software, se importan las imágenes y se realiza el proceso de alineación de estas, después se ubican los GCP sobre las imágenes y se genera la nube de puntos densa, posteriormente se realiza el mallado con el cual se podrá generar los modelos digitales de elevación (MDE) y con este ultimo se genera el ortomosaico. Es recomendable realizar la alineación de las imágenes y la generación de la nube de punto densa mínimo con una calidad media.

Identificación de GCP sobre las imagenes individuales

Si el objetivo es la Topografía de un sitio, es necesario clasificar la nube de puntos densa en puntos de terreno y de objetos, para así generar un modelo digital de Terreno (MDT) triangulando únicamente los puntos de Terreno (Jiménez-Jiménez et al., 2017). La mayoría de los software tienen la opción de clasificar la nube de puntos, sin embargo, sus algoritmos funcionan bien para lugares planos, por lo que se debe supervisar dicha clasificación y corregir manualmente.

3. Análisis y presentación de resultados

Aunque los drones y las cámaras digitales son una herramienta importante para adquirir imágenes o vídeos aéreos, el poder real proviene del procesamiento y análisis que tienen lugar después de que se recopilan los datos.

El análisis depende de nuestra habilidad de interpretar y usar la información. Los modelos digitales de elevación se usan principalmente en cuestiones topográficas e ingenieriles, mientras que con los ortomosaicos se pueden detectar características de nuestro interés.

La presentación de resultados se puede dar en:

1. Planos o mapas, ya sea representando curvas de nivel, número de árboles dentro de una plantación, variación espacial de algún índice de vegetación, área de afectación de un incendio, clasificación de la vegetación, arboles con estrés hídrico entre otros; 
2. Formulas o expresiones, asociando un índice de vegetación con una variable o parámetro

Literatura Citada

• Jiménez-Jiménez, S. I., Ojeda-Bustamante, W., Ontiveros-Capurata, R. E., Flores-Velázquez, J., Marcial-Pablo, M. de J., & Robles-Rubio, B. D. (2017). Quantification of the error of digital terrain models derived from images acquired with UAV. Ingeniería Agrícola y Biosistemas, 9(2), 85–100. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.5154/r.inagbi.2017.03.007
• Nex, F., & Remondino, F. (2014). UAV for 3D mapping applications: A review. Applied Geomatics. https://doi.org/10.1007/s12518-013-0120-x
• Sanz-Ablanedo, E., Chandler, J. H., Rodríguez-Pérez, J. R., & Ordóñez, C. (2018). Accuracy of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and SfM photogrammetry survey as a function of the number and location of ground control points used. Remote Sensing, 10(1606), 1–19. https://doi.org/10.3390/rs10101606