Durante la última década, el proceso de creación de mapas y modelos 3D precisos a partir de fotos de drones ha recorrido un largo camino. Las capacidades de captura de drones y el software y los servicios de procesamiento de fotogrametría han mejorado en costo y eficiencia hasta un punto en el que los gemelos digitales 3D son un elemento básico para la topografía e inspección.
Hacer que estos modelos sean precisos y probar la precisión, lo fundamental de cualquier encuesta, también ha recorrido un largo camino.
En el proceso de captura de un dron típico, conocemos la ubicación del dron cuando cada foto se tomó con una precisión de 35 m con el GNSS integrado (GPS y otras constelaciones de posicionamiento global por satélite). ¡Aplátelos juntos en el software de fotogrametría y tenemos un modelo 3D! Sin embargo, este modelo está flotando en el espacio; puede parecer impresionante, pero no es necesariamente una buena representación de la Tierra real.
El software de fotogrametría hace todo lo posible para hacer coincidir los píxeles en las fotos superpuestas, haciendo suposiciones de la distancia focal de la cámara y las distorsiones de la lente, las orientaciones de la cámara, las posiciones de la cámara y si el píxel en una foto es el mismo punto que un píxel en otra foto. Son muchos los errores que ocurren a través de este proceso, que se gestionan para lograr estadísticamente el mejor resultado posible: el modelo 3D.
Este modelo puede considerarse efectivamente maleable, o flexible, y cuando podemos fijar algunos parámetros al mundo real, podemos tomar ese modelo y ajustarlo, estirarlo y doblarlo para que se ajuste a las restricciones que podemos encontrar en el mundo real. Luego, los topógrafos deben poder confirmar que sus medidas en el modelo equivalen a valores del mundo real.
La primera forma en que se hizo esto fue utilizar GCP (Ground Control Points): objetivos en el suelo, normalmente colocados por un topógrafo, con coordenadas conocidas en un sistema de coordenadas conocido. Esto requería mucho tiempo en el sitio, ya que requería viajar por todo el sitio con equipo de inspección o colocar y recopilar GCP «inteligentes». El tiempo de procesamiento también fue más largo para que el operador eligiera esos GCP y el procesamiento para repetir las posiciones de la cámara una y otra vez en función de los GCP y los puntos de enlace. Los errores en el sistema debido a las distorsiones de la lente y la coincidencia de superficies se introducirían entre los GCP.
Poner el control en la cámara cambia el flujo de trabajo. Al saber dónde estaba la cámara para cada foto, el proceso AT (triangulación aérea o emparejamiento) en fotogrametría es más confiable y mucho más rápido, ya que ya no estamos aplicando ingeniería inversa a las posiciones asumidas de la cámara. AT funciona mejor en superficies difíciles. Todo el proyecto está cubierto por una manta de cientos de puntos de control. Más preciso, más confiable, más eficiente.
RTK (cinemática en tiempo real) fue la primera forma de habilitar esto. Utilizado por topógrafos durante décadas, RTK calcula coordenadas precisas del dron en tiempo real, utilizando datos transmitidos desde una estación base (en una ubicación conocida) al dron. Precisión de 5 cm normalmente. Sin embargo, RTK a menudo demuestra ser poco confiable en un entorno de drones, con pérdida de ‘bloqueo’ debido a obstrucciones o inclinaciones de drones, a veces una inicialización incorrecta y el alcance limitado debido al enlace de radio de la estación base.
PPK (cinemática postprocesada) demostró ser una alternativa más robusta a RTK. En lugar de intentar calcular las coordenadas precisas en tiempo real, lo que normalmente no es necesario de todos modos, los datos GNSS se almacenan en el dron y en el receptor de la estación base. Después del vuelo, los datos se reúnen y procesan hacia adelante y hacia atrás para determinar los resultados más precisos y confiables para cada posición de la cámara.
Existe mucha discusión sobre si las coordenadas confiables de la cámara PPK eliminan la necesidad de GCP . Ellos pueden. El principal error que queda en el sistema es la lente de la cámara, su distancia focal real y las distorsiones. Si los parámetros de la cámara están calibrados, son conocidos y estables, entonces pueden pasar a la solución de fotogrametría para lograr excelentes resultados sin GCP. Sin embargo, como cualquier topógrafo sabría, no es ahí donde termina. Es esencial tener comprobaciones en tierra, ya sean objetivos o características conocidas, que pueda medir y comparar, para saber exactamente qué tan preciso es su modelo 3D.
Entonces, sigamos con la evolución. PPK es similar a RTK, ya que utiliza datos de fase de portadora GNSS de frecuencia dual de múltiples constelaciones de relojes en satélites, aplicando modelos ionosféricos para determinar la resolución de ambigüedad del ciclo y datos de rango relativo entre una base y un móvil. ¡Tecnología de alta resistencia! Esencialmente una forma compleja de medir con mucha precisión el vector desde la estación base hasta el dron, muchas veces por segundo. Por lo tanto, necesita una estación base (con una coordenada conocida) o datos de una estación de referencia de funcionamiento continuo (CORS). Con PPK puede ir mucho más lejos de su base que RTK, pero todavía es mejor por debajo de los 30 km (20 millas).
Lo que nos lleva a la siguiente ‘especie’ en nuestra evolución: Make It Accurate (MIA). MIA hará que los datos de su drone rover sean precisos, en cualquier parte del mundo, sin datos de la estación base. MIA se basa en la tecnología PPP (posicionamiento de punto preciso) que aplica correcciones precisas de reloj y órbita a datos GNSS de fase de portadora sin procesar. Sabiendo exactamente dónde estaba cada satélite y sus errores de reloj precisos, la posición independiente del dron se puede determinar con una precisión de 5 cm. Este resultado se mejora aún más en muchos países al fusionar datos de estaciones terrestres en la región, para obtener una precisión absoluta de 2-3 cm. Sin estación base ni entradas CORS, simplemente vuele su dron a cualquier lugar Múltiples sitios, áreas remotas, pasillos largos… en cualquier lugar. Es exacto.
Una vez más, no podemos enfatizar lo suficiente, no importa qué sistema use, tenga sus controles en su lugar, mida qué tan preciso es.