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¿Cómo crear mapas de fotogrametría 3D precisos utilizando GCP y un dron no RTK?
Este tutorial está diseñado para profesionales y aficionados que necesitan mapas 3D precisos del terreno o del sitio, pero no disponen de un costoso dron con módulo RTK. Esta guía les mostrará cómo obtener mapas con precisión centimétrica utilizando un dron estándar (no RTK), puntos de control terrestre (GCP) y software de fotogrametría.
A diferencia de los drones con tecnología RTK, que integran datos georreferenciados con precisión centimétrica directamente en cada foto, los drones sin RTK utilizan GPS estándar, lo que puede introducir errores de posición de varios metros. Para superar esta limitación, utilizamos marcadores físicos (GCP) cuyas coordenadas exactas se miden con un RTK Calibrated Surveyor KitEstos sirven como puntos de referencia en el flujo de trabajo de fotogrametría. Con una planificación y un procesamiento cuidadosos, se puede lograr una precisión topográfica incluso con drones estándar.
Asegúrese de tener acceso y credenciales para un NTRIP Servicio. Si necesita ayuda para encontrar un servicio de corrección, consulte nuestro Lista de NTRIP servicios de corrección en su país.
Hardware requerido:
- RTK Calibrated Surveyor Kit
- Puntos de control terrestre (GCP) para drones
- Un dron con cámara y tarjeta SD insertada
- a smartphone
- un ordenador
Software requerido
- Mapas SO
- Enlace de drones
- WebODM (Es una herramienta de fotogrametría de código abierto con funciones pagas opcionales como servicio en la nube, soporte técnico, etc. Si eres un usuario técnico y no te importa una configuración práctica, puedes instalarla gratis desde GitHub. En nuestro tutorial usamos la versión paga en la nube de WebODM)
¿Cómo construir mapas 3D precisos con drones y puntos de control terrestres?
Coloque GCP y mida sus coordenadas precisas utilizando el kit RTK
- Coloque puntos de control terrestre (PCT) en su área de mapeo. Para garantizar la precisión de su modelo 3D final, siga estas reglas:
- Coloque los GCP cerca de cada esquina del estudio y al menos uno en el centro.
- Mantenga los GCP separados entre 50 y 100 metros; agregue más a lo largo de los bordes largos si es necesario.
- Asegúrese de que los GCP sean claramente visibles desde el aire y no estén obstruidos por árboles u otros objetos.
- Si el terreno es irregular, coloque los GCP en puntos de elevación altos y bajos.
Conecte el kit RTK a su smartphone Por USB o Bluetooth. En este tutorial, usaremos una conexión USB.
Abra SW Maps, conéctese a su kit RTK y luego conéctese a la NTRIP servicio siguiendo los pasos de la ¿Cómo Usar? RTK Calibrated Surveyor Kit con SW Maps sección de la Guía del usuario.
- Asegúrese de ajustar la altura del instrumento a la altura de su jalón topográfico. Esto es crucial para medir con precisión las posiciones a nivel del suelo.
Antes de tomar mediciones en el campo, asegúrese de que el kit RTK esté conectado a su smartphone y recibir correcciones. En SW Maps, abra el menú principal y toque GNSS EstadoVerifique el tipo de solución: para mayor precisión, debe mostrar Solución RTK.
- Coloque el kit RTK en el primer GCP, asegurándose de que la burbuja del poste esté centrada dentro del círculo. Esto confirma que el poste está perfectamente vertical para un posicionamiento preciso.
- Antes de tomar mediciones en el campo, asegúrese de que el kit RTK esté conectado a su smartphone y recibir correcciones. En SW Maps, abra el menú principal y toque Estado GNSSVerifique el tipo de solución: para mayor precisión, debe mostrar Solución RTK.
- Toque el menú lateral, toque en Característica->Crear capa.
- Introduzca el nombre de la capa, seleccione Punto como tipo de geometría y elija un símbolo geométrico. También puede definir el color de la capa en este paso.
- Seleccione Satélite como mapa de fondo. Habilitar Tracks, y en Filtro, elija Capas de entidades.
- Prensa Añadir capa y toque Característica registrada GNSS.
- Establecer el nombre de la capa, escoger drive como tipo de geometría y seleccione una símbolo de geometría. prensa Añada .
- Aparecerá la nueva capa. Presione Cerrar.
- Prensa Rec icono y toque Función de grabación.
- En el observaciones En el campo, ingrese el nombre del punto de tierra, por ejemplo, GCP 1. Recomendamos verificar la promediando Cuadro para que el kit calcule una posición promedio (asegúrese de mantener el bastón estático durante este proceso). El tipo de corrección debe ser RTK Fix para obtener una buena precisión en las mediciones. Luego, presione '+' para registrar la posición. Verás un mensaje que dice "¡Punto registrado!".
- Vaya al punto de control de tierra n.° 2 y tome la medida como se explica en el paso 15. Repita este proceso para todos los puntos de control de tierra (en nuestro tutorial, usamos 6 GCP).
Una vez completado, verás un mapa que muestra todas las características registradas.
- Para exportar su proyecto, toque el menú principal de SW Maps, presione Proyecto de Exportación.
- Elija CSV Formato de exportación y prensa Exportar.
Captura imágenes de drones
- Inicie la aplicación DroneLink en su smartphone.
- Enciende tu dron y el control remoto. Conecta tu smartphone al controlador.
- Espere a que DroneLink detecte el dron y confirme el bloqueo del GPS
- Pulsa "+" para crear una nueva misión de vuelo. Elige Mapeo plantilla.
- Para definir los puntos límite, despega el dron y colócalo sobre el primer GCP. Ten en cuenta que el primer punto marca la altitud de vuelo si tienes la versión de pago de Dronelink.
- Pulsa para buscar Record para guardar las coordenadas de 1 GCP.
- Dirige tu dron al siguiente GCP y guarda las coordenadas. Repite esto para todos los GCP que tengas y pulsa Siguiente.
- Elija Fotografías como tipo de medio de comunicación y prensa Siguiente.
- No personalices la configuración avanzada si no eres un usuario avanzado y presiona Siguiente.
- No personalices la configuración avanzada si no eres un usuario avanzado y presiona Siguiente.
- Configure velocidad del vuelo y pulse Siguiente.
- Establecer Superposición frontal y pulse Siguiente.
- Establecer Superposición lateral y pulse Siguiente.
- Seleccione Cuadrícula como Patrón y presione Siguiente.
- En el Dirección de mapeo En la configuración, puedes elegir la dirección que prefieras, pero en nuestro caso usamos la opción predeterminada. Pulsa Siguiente.
- Establecer Paso de cardán de la cámara del dron en grados y presione Siguiente.
- Complete el nombre del plan de misión y presione Siguiente.
- Se mostrará el resumen de la misión. Pulse Continuar.
- La misión será calculada. Prensa Jugar Para lanzarlo.
- El dron navegará hasta el punto de partida y luego iniciará la misión. El dron volará automáticamente; no se requiere control manual durante el vuelo. Puedes monitorear el progreso de la misión a través del panel de control de vuelo de la aplicación.
- Una vez completada la misión, verás una notificación en la aplicación.
- Ahora ha recopilado todas las medidas de campo necesarias para crear un modelo 3D.
Procesar imágenes y construir un modelo 3D del terreno
- Cuando regrese a su PC de la oficina, transfiera el archivo CSV exportado desde SW Maps en Paso 16 A tu PC. Usaremos este archivo (que contiene las coordenadas del GCP) más adelante, durante el proceso de alineación de fotos en WebODM, para mejorar la precisión del modelo 3D.
- Si está usando Android, conecta tu teléfono a la PC vía USB, selecciona Transferencia de archivos modo y copie el archivo exportado desde el SW_Maps carpeta.
- Alternativamente, puede enviarse el archivo por correo electrónico o cargarlo en un servicio en la nube (por ejemplo, Google Drive, Dropbox) y descargarlo en su PC.
- Usando los datos de su archivo CSV de SW Maps, cree un archivo CSV que incluya el nombre del GCP, el norte, el este y la elevación.
GCP Label,Northing,Easting,Elevation
GCP1,529356.250827686,9251137.5643209,8.465
GCP2,530203.125367657,9250140.80991621,15.781
...
- Guárdelo en su PC como archivo CSV, lo usaremos más adelante en el paso n.° 48.
- Descarga todas las fotos tomadas con el dron. Puedes hacerlo conectando el dron directamente a tu ordenador o extrayendo la tarjeta SD e insertándola en tu PC.
- De todas las imágenes tomadas, busque las que tengan GCP visible y guárdelas en una carpeta separada.
- Abra WebODM. Haga clic en Agregar un proyecto, asígnele un nombre, agregue una descripción si es necesario y presione Crear.
- Vaya a la Interfaz GCP, clic Cargar archivo de puntos de control existente.
- Seleccione el archivo que ha exportado desde SW Maps y presione Abra el.
- Aparecerá una vista previa del archivo del punto de control terrestre (GCP), que muestra las coordenadas precisas de cada punto. Haga clic en Carga para importar los GCP.
- Prensa Proveedor de mapas y haga clic Satélite a la vista Satélite para visualizar los GCP en el mapa.
- Prensa Elige imágenes.
- Vaya a la carpeta con las imágenes de GCP que preparó en el paso n.° 38, selecciónelas todas para importarlas a WebODM y presione Abra el.
- Se cargarán las imágenes con GCP. Ahora, asociaremos cada coordenada de GCP con una imagen de dron que muestra el objetivo correspondiente. Haz clic en la primera imagen.
- Presione eliminar coordenadas preestablecidas en la ventana de puntos de control terrestre y en la ventana de vista de mapa.
- Haga clic en el botón "+Haga clic en el botón «» y luego en el centro del punto de control en la imagen. A continuación, haga coincidir este punto con el correspondiente en la vista Satélite haciendo clic en la misma ubicación. Puede identificar cada GCP comprobando el número que aparece en la foto; este debe coincidir con el nombre que se muestra en la ventana Satélite.
- Prensa Boca arriba Repita los pasos 46 a 48 para cada imagen GCP restante para vincular cada foto con su coordenada correspondiente. Un GCP puede vincularse a varias imágenes que contengan el mismo punto. Estos pasos son importantes, ya que el archivo generado asocia cada GCP con valores de píxel específicos (X, Y, Z) dentro de la imagen, que se utilizan para mejorar la precisión de la georreferenciación.
- Cuando todas las imágenes de GCP estén vinculadas a las coordenadas precisas de GCP, presione Exportar archivo y pulse GuardarEste archivo de exportación de Ground Control ayuda a alinear el mapa con precisión para su posterior procesamiento en WebODM.
- Cambie el nombre del archivo a GCP_file.txt y muévalo a la misma carpeta donde se almacenan todas las imágenes de su dron.
- Ahora importemos todas las fotos del terreno. Vaya a Panel de Control y haga clic Seleccionar imágenes y archivos GPS.
- Seleccione todas las imágenes del dron junto con el archivo GCP_file.txt y luego haga clic en Abra elEspere unos segundos hasta que los datos se representen en el mapa.
- Habilitar la vista satelital o la vista de mapas de Google en Mapas base.
- Elija Opción de procesamiento Según sus necesidades. Utilizaremos Alta resoluciónOptimiza la configuración para generar ortofotos y modelos 3D de la más alta calidad. Úselo si desea obtener el mejor detalle visual, pero tenga en cuenta que requiere más tiempo de procesamiento y memoria. Presione Validar.
- Prensa Empezar a procesarEl procesamiento puede tardar varios minutos.
- Presionando Visualización de trazas Puedes consultar el progreso. En nuestro caso, el proceso tardó 22 minutos.
- Una vez finalizado, aparecerá la vista previa del mapa de fotogrametría. Pulse Mostrar mapa para ver su modelo 2D.
- Ahora puedes ver tu modelo de fotogrametría del terreno en 2D superpuesto en Google Maps.
- Haga clic en el botón 3D en la esquina inferior derecha para cambiar a la vista 3D.
- Su modelo 3D ahora se mostrará para exploración interactiva.
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