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La topografía aérea se ha vuelto inteligente

La captura oblicua inteligente de la Zenmuse P1 está revolucionando la fotografía aérea oblicua y el mapeo 3D

Los topógrafos y profesionales de SIG tienen los más altos estándares en lo que respecta a sus herramientas y su oficio. No es de extrañar que muchos topógrafos estén recurriendo a drones para sus necesidades de mapeo y modelado 3D. Los drones topográficos logran constantemente resultados que cumplen con los estándares de precisión de grado topográfico y , en comparación con las técnicas topográficas tradicionales, los drones reducen drásticamente el tiempo, el costo y el esfuerzo necesarios.

Tocar con drones es más complicado que tomar algunas fotografías desde arriba . Se requieren varios pasos, desde la preparación de los puntos de control terrestre hasta la planificación de la misión y el procesamiento de las imágenes capturadas con el software de topografía .

A menudo, se encarga a los topógrafos que produzcan ortomosaicos de alta resolución construidos con técnicas de fotogrametría o modelos 3D creados con cámaras oblicuas y técnicas de topografía 3D.

Con el último combo de topografía insignia de DJI, Matrice 300 RTK (M300 RTK) y la carga útil Zenmuse P1, los topógrafos tienen al alcance de la mano la solución topográfica definitiva en términos de precisión y eficiencia. Gracias a la función de captura oblicua inteligente (SOC) del P1, los topógrafos ahora pueden capturar y crear modelos 3D de sus objetivos de manera más eficiente que nunca.

¿Qué es la fotografía oblicua?

Dentro de la topografía con drones, una técnica que ha tenido éxito en el modelado 3D es el uso de fotogrametría oblicua, donde las imágenes son capturadas por varios lentes. Estas múltiples lentes se montan juntas en una matriz con ángulos de eje fijos. Las imágenes resultantes revelan detalles que a veces se pasan por alto cuando solo se capturan fotografías verticales, como características ocluidas por vegetación o estructuras altas.

Los sistemas de cámaras oblicuas utilizan tradicionalmente un equipo mecánico con cinco cámaras en posiciones fijas en una configuración cruzada; una cámara en el centro está rodeada por otras cuatro cámaras, al frente, detrás, izquierda y derecha, igualmente distanciadas a intervalos de 90 grados. Este sistema coloca la cámara central en un ángulo oblicuo donde el ángulo ‘nadir’ (el punto directamente debajo de la cámara a nivel del suelo) está en un punto fijo conocido en la imagen.

Beneficios de la fotografía oblicua

Los requisitos para modelos 3D precisos son cada vez mayores. Por ejemplo, dentro de la cartografía urbana, los modelos 3D se utilizan para la gestión del espacio, el análisis de los requisitos energéticos, el seguimiento del tráfico y la contaminación y la gestión de desastres. En la topografía, un modelo 3D preciso puede identificar problemas potenciales al principio de la línea de tiempo de un proyecto.

En comparación con la fotografía aérea vertical, la fotografía oblicua tiene muchos beneficios. Si bien un ángulo vertical puede ayudar a mostrar la ubicación de elementos como edificios, calles o espacios abiertos en relación entre sí, las fotografías aéreas oblicuas son mejores para dar una perspectiva de la apariencia de elementos que se elevan desde el suelo como edificios, topografía, follaje, etc en relación con el suelo y el horizonte. 

Algunos beneficios más de la fotografía oblicua incluyen:

  • Las imágenes capturadas con una cámara oblicua revelan detalles que, de otro modo, podrían haber sido obstruidos en la vista vertical por el follaje o los edificios altos.
  • La fotografía oblicua facilita la determinación precisa de la elevación de las características, en comparación con las fotografías aéreas verticales
  • A diferencia de una configuración ortográfica, donde la cámara central mira directamente hacia abajo, el sistema oblicuo captura muchos más datos de altura relativa delante de él. Esto también niega cualquier distorsión de la lente en todas las direcciones alrededor del punto focal, que a menudo podría sufrir el método ortográfico.
  • Usando múltiples disparos a intervalos controlados, la información de posición y altura relativa recopilada de cada conjunto de datos se puede comparar, contrastar y luego fusionar para brindar la información de altura relativa entre elementos en el área objetivo, produciendo un mapa de datos de posición y altura, que se puede representar como un mapa 3D del área encuestada.

Limitaciones de las cámaras oblicuas

Sin embargo, existen desventajas asociadas con las matrices de cámaras oblicuas tradicionales. Debido a la cantidad de lentes, la plataforma puede ser muy pesada y costosa. Una carga útil más pesada significa tiempos de vuelo más cortos y más tiempo para intercambiar baterías de drones, especialmente para misiones topográficas a mayor escala.

Por otro lado, si intenta fotogrametría oblicua o modelado 3D con una sola cámara, entonces se requieren cinco vuelos (Nadir, FBLR), lo que lleva mucho más tiempo. Desde hace algún tiempo se busca una solución nueva, más ligera, más rápida y más rentable.

¿Qué es la captura oblicua inteligente?

La captura oblicua inteligente (SOC) es un nuevo proceso alternativo, exclusivo de la P1 y la M300, que utiliza una sola cámara montada en un cardán para funcionar como las cinco cámaras en un sistema de cámara oblicua. La P1 es una cámara ‘tradicional’ (no una cámara oblicua) con un solo objetivo, pero puede producir los mismos resultados gracias a un software elegante.

Al dibujar el área de mapeo en la aplicación DJI Pilot (durante la planificación de la misión), SOC divide automáticamente el área de levantamiento objetivo en diferentes ‘secciones’. Estas secciones indican cuántos ángulos de fotografía se capturan en esta área. Por ejemplo, las secciones en el centro del área de levantamiento obtienen cinco fotos, una en cada ángulo (nadir, frente, atrás, izquierda y derecha). Las secciones en la periferia del área topográfica requieren menos fotos.

Con Smart Oblique Capture, debido a que las fotos de cada “conjunto” de tomas no se toman simultáneamente, los datos de posición, la velocidad del dron y la dirección del cardán se incrustan en los metadatos de cada foto para compensar el cambio de posición y perspectiva; similar a los cálculos matemáticos utilizados para amalgamar las capturas consecutivas en una matriz de cámaras oblicuas.

En este video, verá que las áreas de color verde oscuro solo toman una toma lateral, solo para datos de altura. Los disparos del nadir solo se capturan en las áreas amarilla y verde claro y luego en varios puntos en el área de destino designada en rojo, donde se requiere la mayor cantidad de información. 

Ventajas de la captura oblicua inteligente

  • El P1 es una carga útil que reemplaza la necesidad de un sistema oblicuo multicámara. Esto reduce el peso y aumenta la maniobrabilidad y la flexibilidad de despliegue; estar conectado a un dron, en lugar de estar conectado al casco de un avión más grande, es un beneficio importante.
  • SOC reduce la cantidad de fotos innecesarias capturadas. Esto significa que no se pierde tiempo tomando fotografías en la periferia del objetivo topográfico, así como se utiliza menos espacio y memoria, lo que se traduce en un tiempo de procesamiento más rápido.
  • Las lentes de cámara intercambiables en el P1 permiten el intercambio de lentes de acuerdo con las necesidades de un proyecto. Esto no se puede lograr con una cámara oblicua tradicional.
  • Además de los módulos RTK del M300, SOC puede aprovechar al máximo la cinemática de posprocesamiento. En situaciones en las que RTK no está disponible, PPK está disponible porque los archivos de misión se almacenan con observaciones GNSS originales y archivos TimeStamps.MRK.

Un poco más sobre la Zenmuse P1

El P1 es el buque insignia de la fotogrametría y la carga útil topográfica de DJI. Con un sensor de 45 MP de fotograma completo, bajo nivel de ruido y alta sensibilidad con lentes intercambiables de enfoque fijo de 24/35/50 mm en un cardán estabilizado de 3 ejes, esta es nuestra cámara de topografía más poderosa hasta la fecha. El P1 puede tomar una foto cada 0,7 segundos (con velocidades de obturación de hasta 1/2000 de segundo) y puede cubrir 3 km 2 en un solo vuelo.

 

El P1 es compatible con Matrice 300 RTK de DJI, nuestra última plataforma de drones comerciales. Capaz de 6 sensores direccionales y posicionamiento, 55 minutos de tiempo de vuelo y un alcance de 15 km, el M300 es una nueva adición bienvenida a cualquier flota de drones. 

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