Fotogrametría con drones: reconstruye objetos y escenarios a partir de tomas aéreas

Cuando la fotogrametría con drones se convierte en tema de conversación sobre la mesa, se habla sobre cómo es uno de los factores más relevantes dentro de la creación de los mapas digitales o las reconstrucciones tridimensionales de edificios y monumentos.

Las tomas aéreas con los drones son cada vez más utilizadas por cartógrafos, topógrafos, arquitectos y otros profesionales del rubro para simplificar y agilizar su trabajo, ya que gracias a esta tecnología es posible llevar a cabo la fotogrametría con drones. 

En este artículo te contaremos qué es la fotogrametría con drones, cómo funciona y cuáles son sus ventajas y desventajas. Además, te compartiremos algunos consejos de cómo hacer fotogrametría con drones para que tus imágenes aéreas emprendan el vuelo.

Definición de fotogrametría con drones

La fotogrametría con drones es una técnica que tiene por objetivo estudiar y definir, de manera precisa, las dimensiones, formas y posición de un objeto en el espacio a partir de las medidas obtenidas de fotografías aéreas del objeto, que han sido capturadas con drones.

Según la página de Aerial Insights, la fotogrametría con drones es el conjunto de técnicas que permiten hacer reconstrucciones de terrenos y medidas a partir de imágenes aéreas. 

El objetivo de la fotogrametría con drones es convertir los datos bidimensionales obtenidos de las imágenes planas capturadas por los drones en información cartográfica o tridimensional. Además, no solo se reduce el tiempo y la dificultad en la creación de mapas y modelos tridimensionales de terrenos y construcciones, sino también el riesgo y la dificultad en la creación de los mismos, logrando trabajos más precisos con un menor uso de recursos.

¿Qué productos se pueden obtener con la fotogrametría?

Gracias a la fotogrametría con drones, podemos obtener productos como:

• Información geográfica (distancias, coordenadas, volúmenes, áreas).

• Modelos digitales de elevaciones (MDE), curvas de nivel y perfiles.

• Reproducciones de edificaciones para la obtención de modelos 3D.

• Cartografía y ortofotografías.

• Modelo digital del terreno (MDT).

De hecho, las tomas aéreas con drones son muy cotizadas, por lo que si te dedicas a hacer este tipo de fotografía, vender fotos en Internet le vendría muy bien a tu bolsillo.

Fuente: Unsplash

¿Cómo se usan los drones en la fotogrametría?

La fotogrametría con drones te permite reconstruir objetos tridimensionalmente a través de la información obtenida de las fotografías capturadas por un dron, ya que, gracias a estas, puedes conocer las propiedades geométricas del objeto o superficie. Sin embargo, estas fotografías deben ser capturadas de forma especial.

La fotogrametría con drones hace uso de una técnica fotográfica conocida como overlap, que consiste en capturar una serie de imágenes consecutivas que se solapan o sobreponen en ciertas áreas en las que la información se repite, para lograr una reconstrucción más fiel del objeto. Es decir, que la repetición en la captura de imágenes de un mismo objeto es lo que permite analizar y extraer su estructura.

Ejemplo del funcionamiento de la fotogrametría con drones

¿Aún no te queda claro cómo es el proceso de la fotogrametría con drones? Pongamos un ejemplo: imagina que quieres reconstruir de la forma más detallada posible la imagen de una manzana, usando la técnica de overlap. Para hacerlo, deberás capturar fotografías de la misma manzana, usando un plano diferente cada vez: 

La primera fotografía, el plano 1, captura únicamente la parte lateral de la manzana y se sobrepone con el plano 2, que captura el centro de la manzana y, a su vez, se sobrepone con los planos 1 y 3. Finalmente, el plano 3 captura la parte restante de la manzana y se sobrepone con el plano 2. 

¿Qué podemos notar aquí? Cada una de las tomas que realices captura una parte diferente del objeto y, parte de la información de cada toma, se repite en la siguiente. Lo mismo sucede con la fotogrametría con drones, con la diferencia de que estas fotografías se toman desde el aire, por lo que los planos serán de vista aérea, los cuales no solo deben sobreponerse entre sí de forma horizontal, sino también de forma vertical.

Posteriormente, las tomas aéreas con drones obtenidas en este proceso deben ser analizadas por un software para fotogrametría con drones. Según la información de Aerial Insights, el porcentaje de solape o superposición en la fotogrametría con drones suele oscilar entre el 60% y el 90% y, entre mayor sea este porcentaje, más sencillo resulta para el software obtener información para la reconstrucción del objeto o la zona en cuestión. 

Ventajas y desventajas de la fotogrametría con drones

Como todo lo que brilla no es oro, también es necesario que sepas cuáles son las ventajas y desventajas de la fotogrametría con drones. ¿Deseas realizar ortofotos con drones? ¿O quizá mapeo con drones? Entonces, revisa la siguiente lista de pros y contras antes de sumergirte en esta técnica:

Ventajas de la fotogrametría con drones

• Los drones pueden acercarse más al objeto o zona en particular que los satélites y otros vehículos aéreos.

• Las tomas aéreas con drones están en alta resolución y permiten una captura más precisa que las herramientas satelitales.

• La fotogrametría con drones te permite capturar imágenes desde ángulos que no son posibles de tomar desde el suelo y puede cubrir grandes áreas rápidamente.

• La vista aérea te ayuda a comprender mejor las propiedades del terreno que se examina, como la distancia entre dos edificios o la distancia entre un edificio y una carretera.

• El levantamiento con dron te ayuda a reducir el tiempo y el costo de la fotogrametría.

• El uso de drones puede disminuir el riesgo de daño a recursos sensibles porque el enfoque está en las áreas que tienen menos probabilidades de ser dañadas.

• La fotogrametría con drones reduce el riesgo de lesiones humanas en áreas peligrosas, como zonas de aterrizaje y sitios de inspección donde las personas podrían estar en peligro.

• Los drones se pueden usar para capturar imágenes de áreas a las que no se puede acceder a mano, como las cimas de las montañas.

• Los estudios aéreos ayudan a mantener la conciencia sobre las amenazas ambientales y el uso de la tierra agrícola porque la capacidad de ver lo que sucede sobre el terreno se vuelve más precisa.

Desventajas de la fotogrametría con drones

• Las señales de GPS se transmiten por satélite y tienen un alcance finito, lo que puede provocar errores de ubicación fuera del alcance.

• Los altos costes asociados a la fotogrametría con drones limitan el uso de esta tecnología.

• Los drones suelen tener una batería de corta duración, por lo que se necesitan muchos drones para cubrir grandes áreas.

• Las malas condiciones climáticas pueden hacer que el dron se quede en tierra hasta que mejore el clima y los vuelos puedan reanudarse de manera segura.

• El dron debe volar con una persona capacitada en la operación de drones para adquirir imágenes y datos de manera segura y efectiva; esto aumenta el costo del uso de fotogrametría con drones.

• La interferencia con otros dispositivos o señales de radio puede hacer que el dron pierda la conexión, lo que también puede provocar que el vuelo quede en tierra hasta que se resuelvan los problemas.

• Las operaciones con drones pueden considerarse privadas y comerciales, lo que significa que los operadores de drones están sujetos a normas y leyes y deben obtener permiso antes de utilizar un dron en cualquier lugar.

• El nivel actual de seguridad del uso de drones aún es bajo; pues las tasas de accidentes están aumentando a medida que se dispone de mejor tecnología.

• Los drones pueden causar daños a la propiedad cuando vuelan demasiado cerca de estructuras o aterrizan sobre objetos o personas en el suelo.

Fuente: Unsplash

¿Cómo hacer fotogrametría con drones?

Ahora que comprendes cómo es el proceso de la fotogrametría con drones, probablemente quieras experimentar por ti mismo este proceso. 

Pero, ¿qué se necesita para hacer fotogrametría con drones? Según la página de ACG Drone, un buen resultado depende de una planificación y experiencia en este tipo de vuelos. Además, saber cómo manejar drones para topografía es de máxima importancia.

Si ya cuentas con la experiencia suficiente y tu dron es ideal para el tipo de trabajo de fotogrametría con drones que quieres realizar, entonces puedes comenzar siguiendo estos pasos:

1. Adquiere un dron para fotogrametría

La fotogrametría se ha convertido en una tecnología ampliamente utilizada en el procesamiento de imágenes aéreas. En comparación con alternativas más tradicionales, la fotogrametría con drones ha demostrado no solo ser mucho más rápida, sino también rentable. 

Con la creación de ortofotos con drones, modelos digitales de superficie (DSM) o nubes de puntos se ha vuelto más fácil que antes. Sin embargo, no todos los drones pueden capturar los datos precisos necesarios para producir resultados de fotogrametría de alta calidad. 

¿Qué drones son buenos para la fotogrametría? Bien, a continuación, te compartimos una lista de algunos de los mejores drones de fotogrametría:

DJI Mavic Air 2 Enterprise

Este tipo de dron es una gran solución para aquellos que buscan una opción más asequible. El Mavic Air 2 Enterprise conserva el tiempo de vuelo de 31 minutos y tiene una cámara profesional que puede capturar imágenes de alta resolución. 

La mayoría de las funciones son las mismas que las de la versión avanzada, excepto la cámara térmica y el módulo RTK. De modo que puedes realizar fotogrametría con drones Mavic Air 2 Enterprise de manera profesional.

DJI Phantom 4 Pro V2.0

Phantom 4 Pro V2.0 de DJI es la combinación perfecta para aprender cómo hacer fotogrametría con drones. Tiene una increíble duración de batería de 30 minutos. Esto significa menos viajes de ida y vuelta. El sensor de 20MP de 1” no pierde ni el más mínimo detalle. 

Además, viene equipado con el sistema de transmisión OcuSync 2.0, ESC de controlador sinusoidal FOC mejorado y hélices de liberación rápida 9455S que reducen el ruido y hacen que el dron sea más aerodinámico. De hecho, es lo suficientemente portátil como para llevarlo en una mochila durante largas horas.

Yuneec Typhoon H3

Este dron fue construido en colaboración con la empresa insignia de cámaras Leica. Aunque el H3 carece de batería y rango de transmisión, lo compensa con su calidad de imagen. 

Además, está equipado con un sistema de cámara de última generación que puede capturar imágenes sin pérdidas. También es más estable que los drones cuadricópteros y cuenta con un control remoto profesional ST16S, de modo que puedes hacer el levantamiento con el dron de manera sencilla.

Fuente: Unsplash

2. Planea el vuelo con el dron

El siguiente paso de cómo hacer fotogrametría con drones es planear la ruta que seguirás, delimitando el área específica en la que realizarás las tomas aéreas con dron y generando los waypoints que marquen el camino que deberá seguir tu dron al volar.

Si quieres calcular la cantidad de disparos necesarios y la secuencia de los mismos para obtener de manera precisa la información de las dimensiones de un área u objeto, utiliza un software de planificación de vuelos para fotogrametría con drones. Este tipo de software es capaz de cuantificar esta cifra basándose en la altura, la posición esperada del dron y el porcentaje de solape deseado.

3. Sigue la ruta que planeaste con el dron

Pon en marcha tu dron y comienza a seguir la ruta que trazaste previamente, tomando en cuenta el cálculo de la altura y solape que planeaste en el paso anterior de cómo hacer fotogrametría con drones.

Aunque esta información suele ser proporcionada por el software de planificación de vuelos con dron, tu experiencia como piloto en el uso de diversos  tipos de drones y tu conocimiento del terreno también son factores a tener en cuenta si quieres obtener el mejor resultado.

Fuente: Unsplash

4. Emplea un software para fotogrametría con drones

También es necesario utilizar un software para fotogrametría con drones que procese las imágenes obtenidas. Este tipo de software es capaz de inferir la posición X, Y y Z de millones de puntos gracias a las tomas aéreas con el dron y el stitching, un proceso mediante el cual el programa busca correspondencias entre cada imagen para determinar cuál es su posición probable en el espacio, en base a los diferentes puntos de vista de un elemento. 

Estos millones de puntos pueden ser convertidos en información que servirá para crear una reconstrucción 3D en forma de polígonos, nubes de puntos u ortofotografías. ¿No te parece increíble todo lo que se puede lograr con la fotogrametría con drones?

Fuente: Unsplash

Ahora bien, ya sabes qué es la la fotogrametría con drones, los múltiples usos que se le pueden dar a los drones y todas las posibilidades que te ofrece esta tecnología para crear fotografías innovadoras.

Como menciona Andrés Lopez, director creativo, postproductor y profesor del curso online de Grabación de video con drones, “el sueño de la humanidad desde muchos siglos atrás fue el de volar, y ahora, gracias a herramientas como los drones, puedes tener perspectivas nítidas desde lo más alto”.

Si te encanta capturar tomas aéreas con drones y quieres especializarte en este tipo de herramientas tecnológicas, dale un vistazo a las distintas Rutas de Aprendizaje de nuestra Academia de Fotografía en la que aprenderás a combinar los elementos de la fotografía digital para sacarle el mayor provecho a tus equipos y, así, lograr imágenes increíbles.

¡Mucha suerte!