Cantidad de puntos de control

Son los puntos necesarios para lograr un orto mosaico que permita extraer y comparar datos con los generados en el levantamiento topográfico. Dado que el área de estudio se había contemplado sobre las cuatro hectáreas en promedio se definió el uso y demarcación de nueve puntos de control distribuidos geométricamente sobre el área de estudio; motivo por el cual se plantea el número máximo de puntos de control en nueve.

Con el fin de determinar la cantidad de puntos de control necesarios para la obtención de resultados equiparables con en el levantamiento topográfico, se realiza el proceso de orto rectificación utilizando el software Agisoft Photoscan. Se lleva a cabo el proceso de corrección utilizando los nueve puntos de control materializados, de la misma tira de fotografías el proceso se repite utilizando cinco puntos de control, siendo estos los vértices y el punto central; de nuevo procesa el vuelo utilizando solamente los cuatro puntos de los vértices y finalmente se realiza una cuarta iteración solamente con tres de los cuatro puntos de los vértices.

Lo anterior permite evaluar un vuelo solo vuelo con un determinado traslapo y con una altura establecida, pero variando la cantidad de puntos de control que se utilizan para la orto rectificación y así determinar cómo esto afecta el resultado extraído de los mosaicos comparándolo con el levantamiento topográfico.

En primer lugar, las tiras de fotografías deben ser revisadas con el objeto de eliminar las fotografías que pudieran estar borrosas por condiciones del vuelo o del movimiento del equipo durante el desplazamiento, esto asegura así la calidad de las fotografías que serán empleadas para la construcción del mosaico.

Posterior a la organización de las fotografías se procede al procesamiento de estas utilizando las variables correspondientes a nueve, cinco, cuatro y tres puntos de control. El procesamiento se realiza usando el software para computadores Agisoft Photoscan en el cual se carga cada vuelo.

En primer lugar, se debe realizar el importe de las imágenes que van a ser corregidas para lo cual se enlaza la carpeta con las imágenes al software, creando se así el nuevo proyecto.

Para la corrección de las fotografías se emplean 9 puntos de control los cuales fueron materializados en campo con poli sombra de manera tal que fueran visibles en las fotografías aéreas además de contar con su coordenada NEZ. Se realiza la importación de las coordenadas NEZ de los nueve puntos de control de manera manual con el fin de establecer los nueve marcadores a ser usados.

Como primer paso para la producción del orto mosaico se realiza la orientación de las fotografías, para lo cual el software utiliza la posición de la cámara, o sea, la ubicación GPS y altura del equipo dron en el momento de la toma de la fotografía, de esta manera para cada una de las fotografías; para cada fotografía se realiza el proceso de selección de búsqueda de pares similares donde el software determina los elementos similares entre un par de fotos y determina la geometría de este punto según parámetros de paralaje. Finalmente, en el primer paso de la construcción del orto mosaico se genera la orientación de las fotos y una nube dispersa de puntos que representan la información geográfica de los puntos sobre el terreno.

El segundo paso corresponde a la demarcación de los puntos de control sobre cada una de las fotografías, debido a que el equipo dron siguió una ruta establecida mientras toma las fotos al terreno, es necesario correlacionar en cada fotografía tomada buscando análogamente en cada una de ellas la ubicación de los determinados puntos de control y marcando sobre el centro del target la ubicación real del punto; este proceso debe realizarse en cada una de las fotos y de manera individual cerciorando la correcta demarcación de los puntos.

Para lo anterior se debe tener en cuenta que dependiendo de la cantidad de puntos de control se vayan a localizar para evaluar la más precisa disposición sobre las fotografías se localizan inicialmente la totalidad de nueve puntos hasta antes de construir la nube de puntos densa. Para la construcción de la nube densa se deben emplear inicialmente los 9 puntos y de esta manera continuar el proceso de construcción del mosaico hasta la obtención de la geotiff final de la cual se obtendrán los datos de los puntos de comparación, pero, este proceso completo debe ser repetido igualmente desde antes de la construcción de la nube de puntos densa borrando los puntos de

control necesarios hasta poder realizar el proceso completo con cinco, cuatro y tres puntos; de esta manera el proceso de producción de los orto mosaicos se realizaría 4 veces variando la distribución y cantidad de los puntos de control.

Como se estableció anteriormente la construcción de nube de puntos densa se debe realizar cuatro veces al igual que el resto del proceso por cada una de las iteraciones de vuelo y terreno para generar la totalidad de variaciones a estudiar; por lo cual se continua con dicho proceso.

Tabla 1

Tabla de variables de vuelo

Terreno Variables de Vuelo Orto mosaicos

Terreno escarpado Altura 100 m - Traslapo 80% 9 puntos de control 5 puntos de control 4 puntos de control 3 puntos de control Altura 100 m - Traslapo 90% 9 puntos de control 5 puntos de control 4 puntos de control 3 puntos de control Altura 70 m - Traslapo 80% 9 puntos de control 5 puntos de control 4 puntos de control 3 puntos de control Altura 70 m - Traslapo 100% 9 puntos de control 5 puntos de control 4 puntos de control 3 puntos de control Tabla 2 Variables de estudio

El proceso de la construcción de nube de puntos densa utiliza el resultante de la orientación de fotos para interpolar información que permita hacer más densa la nube de puntos, este proceso de construcción ya tiene en cuenta los puntos de control establecidos según que iteración sea.

De la obtención de la nube de puntos densa se construye por un lado el modelo digital de elevaciones (D.E.M.) que será exportado en formato geotiff y contiene el dato de cota correspondiente para cada punto generado en la nube densa; adicionalmente se puede construir a partir de la nube de puntos densa la malla que sea empleada para la construcción del orto mosaico.

La construcción de la malla se realiza por medio del modelamiento de la superficie utilizando los puntos anteriormente generados en la nube de puntos densa.

Luego, se construye el orto mosaico, este se proyecta en formato de coordenadas planas cartesianas; para la construcción del orto mosaico también se realiza el ajuste utilizando los puntos de control para el mejoramiento del producto final. El orto mosaico debe ser exportado en formato geotiff para su tratamiento en el software de extracción de datos.

Finalmente se obtiene un orto mosaico corregido para las iteraciones realizadas con nueve, cinco, cuatro y tres puntos de control, para su análisis se emplea el software ArcMap en su versión 10.1.

El objeto de la extracción de datos está en la obtención de las coordenadas NEZ de los puntos de comparación visibles en los mosaicos y poder evaluar las diferencias entre estos datos y los

obtenidos con el levantamiento; teniendo en cuenta que cada mosaico ha sido ajustado de distinta manera según la cantidad de puntos de control tenga; para esto se importa cada uno de los mosaicos sobre los cuales se identificaran los puntos de comparación.

Sobre cada uno de los puntos de comparación identificados en la fotografía se construye un polígono con la medida correspondiente a la que posee el target, así en cada uno de los puntos el polígono construido se ajusta a la forma del punto materializado; habiendo construido los 20 polígonos sobre cada orto mosaico se extrae la información de sus centroides lo que correspondería al centro del target donde fue levantado el punto por medio de topografía convencional.

La obtención de la cota se obtiene interpolando la nube de puntos correspondiente a los centroides XY y el D.E.M. por medio de la herramienta Interpolate Shape del módulo 3D analysis tools de ArcMap 10.1 y el complemento XTools Pro.

Finalmente se obtienen los listados de coordenadas y cotas extraídas de cada uno de los mosaicos los cuales serán comparados con las obtenidas en el levantamiento topográfico. En total se realiza la revisión de 80 iteraciones, para todos los tipos de terreno, montañoso, escarpado, plano y urbano.

Ilustración 14 Alturas de vuelo en terreno montañoso; Fuente: Propia