Técnicas de observación de la tierra (VIII): Fotogrametría
*Por Edgard Granados
La Sociedad Americana de Fotogrametría y Teledetección (ASPRS, por sus siglas en inglés) define a la Fotogrametría como la «Ciencia, arte y técnica de obtener información fiable de los objetos y su entorno mediante el registro, medida e interpretación de imágenes fotográficas y datos obtenidos a partir de la energía electromagnética radiante y otros fenómenos».
Aunque la definición anterior es la formal y más completa, como siempre, podemos definir de mejor manera una palabra atendiendo a sus raíces. Así, para este caso, Fotogrametría puede dividirse en «photos» que significa «luz o imagen» y «metria» que significa medir. Por tanto podemos decir que Fotogrametría es la ciencia que nos permite medir a través de las fotografías.
El despegue de la Fotogrametría está muy ligado a la invención de la fotografía, en primer lugar, y a la aviación, en segundo. Aunque ya se conocían algunos principios de la fotogrametría incluso antes de comenzar a implementarse en vuelos, fue las aplicaciones bélicas las que hicieron un notable desarrollo de esta ciencia.
El principio básico de la fotogrametría se basa en la misma razón por la cual tenemos dos ojos: al observar un punto desde dos posiciones diferentes y simultáneas podemos lograr calcular su profundidad respecto al plano de observación.
El principio anterior es aplicable para cualquier par de fotografías tomadas desde cualquier posición, no necesariamente área. Cuando dos fotografías contienen muchos puntos en común se dice que estamos ante un «par estereoscópico» es decir, dos fotografías con las cuales se puede obtener una visión estereoscópica (tridimensional).
Con la popularización de los drones se ha vuelto muy común que ahora los trabajos de fotogrametría aérea sean más fáciles. Sin embargo, mucha gente está realizando levantamientos fotogramétricos sin tener en cuenta un par de mínimos obligatorios para garantizar que los productos finales a entregar cumplen con los requerimientos solicitados.
A grandes rasgos el procedimiento de fotogrametría aérea se compone de los siguientes pasos:
- Toma de fotografías. En esta etapa se deberá de garantizar que la toma de fotografías sea tal que exista un traslape o zona común entre fotografías consecutivas de al menos un 60% en todas las direcciones, esto para garantizar contar con información suficiente para generar la visión estereoscópica. Además se recomienda realizar las tomas de fotografías no completamente perpendiculares al terreno, si no un poco inclinadas pues esto evitará ocultamientos y generará un mejor modelo digital del terreno que posteriormente servirá para generar una mejor ortofotografía.
- Levantamiento de GCPs y CCPs. Este es un paso normalmente omitido por las personas que realizan fotogrametría sin tener los conocimientos mínimos. Los puntos de control (GCPs) garantizan que el modelo digital del terreno y su ubicación sea preciso, y los puntos de chequeo (CCPs) permiten la verificación o control de calidad de los productos finales.
- Orientación general. Esta etapa se divide en dos partes: la orientación interna, es decir, indicar cual es la orientación correcta de las fotografías para que al algoritmo de comparación de zonas comunes le sea más fácil encontrar las similitudes y la orientación externa, basada en los puntos de control (GCPs) para indicarle al modelo su orientación geodésica. Antiguamente esta tarea era más trabajosa sin embargo con la oportunidad de procesar fotografías digitales que ya traen internamente impresa su orientación y posición GPS cercana, ahora es más fácil realizarla. Sin embargo no se debe de olvidar, que por lo general la coordenada GPS que el dron imprime en las fotografías es una coordenada de navegación por lo que su error esta alrededor de los 2 a 10 metros no constante y dependiente de las condiciones en el momento de la determinación de la posición, por lo que nunca deberá de ser tomados como fiables resultados de procesos fotogramétricos que no hayan sido modelados con puntos de control.
- Aerotringulación. Es la etapa en la cual se ejecutan los algoritmos de correlación con base en el área de superposición de fotografías y que servirá de base para la generación del modelo digital del terreno.
- Generación del MDT. El modelo digital del terreno, es decir, la representación tridimensional de la realidad basada en las fotografías realizadas, es uno de los productos finales de la Fotogrametría, y un paso obligatorio si se quiere generar una ortofotografía.
- Generación de la ortofotografía. Una ortofotografía es otro de los productos derivados de la Fotogrametría, consiste en una fotografía que ha corregido las distorsiones de las imágenes producto de la configuración de la cámara. Para su realización es necesario el MDT porque es el que indica a dónde va realmente cada uno de los pixeles de las fotografías sin distorsión.
Por último, el tema de la fotogrametría digital es un tema que ya hemos tocado varias veces en este blog, así que a continuación se sugerimos un par de entradas relacionadas por si son de tu interés:
- Factores que afectan la exactitud en la fotogrametría
- Drones RTK vs GCP
- ¿Debemos matar la topografía?
- Procedimiento paso a paso de fotogrametría
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