Durante el procesamiento, Drone2Map utiliza los metadatos de GPS de las imágenes, los parámetros de la cámara de la base de datos de cámaras y los puntos de enlace de la geocodificación de entidades automática para triangular las coordenadas 3D de una escena. Lo ideal sería que los puntos de enlace triangulados convergiesen en una sola coordenada 3D. Sin embargo, suele generarse incertidumbre en la ubicación de los puntos triangulados, lo que se denomina error de reproyección.
Después de triangular los puntos, un proceso de ajuste de paquetes optimiza la posición de las coordenadas 3D mediante el ajuste de las coordenadas 3D estimadas con una solución de ajuste óptimo que minimiza el error de reproyección, a la vez que mantiene los parámetros de la cámara definidos. El resultado es una escena reconstruida con una gran precisión relativa y una precisión absoluta que depende de la precisión de las imágenes georreferenciadas.
A veces los proyectos requieren una precisión absoluta mayor que la que pueden proporcionar las imágenes georreferenciadas. Para lograr una precisión mejor, puede agregar control al proyecto. El control se refiere a puntos con coordenadas terrestres x,y,z conocidas, que a menudo se obtienen en un estudio del terreno, y se utiliza para aumentar la precisión absoluta del proyecto.
Los puntos de control agregan restricciones de posición al proceso de ajuste de paquetes, lo que optimiza más la solución de ajuste óptimo. Es importante tener en cuenta que incluso con control de alta precisión, la solución de ajuste óptimo del proceso de ajuste de paquetes debe adecuarse a los parámetros de la cámara. En algunos casos, la ubicación de salida de los puntos de control puede desviarse de las ubicaciones recopiladas. La colocación adecuada de la recopilación de imágenes y el control minimiza estas discrepancias.
Calidad de imagen
Las técnicas de recopilación de imágenes deficientes pueden dar lugar a una propagación de errores que reduce la eficacia del control. La precisión absoluta del modelo depende de la precisión del control medido y de lo bien que el proceso de ajuste de paquetes puede minimizar el error en la solución de ajuste óptimo. Los factores que pueden generar un error en el proceso de ajuste de paquetes incluyen la superposición insuficiente entre imágenes, las imágenes borrosas, las condiciones de iluminación deficientes o incoherentes, la vegetación y demás. Por consiguiente, la adopción de técnicas adecuadas de recopilación de imágenes es el primer paso para maximizar la precisión absoluta del proyecto.
Nota:
- Las mejores prácticas sugieren que la precisión del control debería ser tres veces mejor que la distancia de muestra del suelo (GSD) del producto final. Sin embargo, debido a la alta resolución de las imágenes de los drones comerciales, es posible que resulte difícil cumplir esto, con lo que los productos ofrecerían una precisión ligeramente menor que el control.
- La precisión absoluta del modelo no puede ser mayor que la precisión de su control. Con unas técnicas de recopilación de imágenes adecuadas y una colocación correcta del control, la precisión absoluta del modelo suele ser
en dirección horizontal y1 – 3 x GSD
en dirección vertical.1 - 4 x GSD
Distribución de puntos de control del terreno
Además de técnicas de recopilación de imágenes adecuadas, la cantidad y la distribución de puntos de control del proyecto desempeñan una función importante en la precisión absoluta final del modelo.
La incorporación de control limita el proceso de ajuste de paquetes a la ubicación medida del control. Al moverse radialmente desde el centro de un punto de control, la precisión empieza a disminuir. La distribución uniforme del control por el proyecto en una red triangular para reducir la distancia entre puntos de control garantiza una precisión constante en todo el modelo. La colocación del control en una sola línea, como a lo largo del borde de la carretera o a lo largo de un pasillo, da lugar a la deformación geométrica de los productos finales.
Cuanto más aparece un punto de control en varias imágenes, mejores resultados se obtienen. Se recomienda evitar la colocación del control en el borde del proyecto, donde se reduce la superposición de la imagen. Para maximizar la superposición, desplace el control desde el borde hacia el centro en su lugar.
No existe consenso en cuanto al número de puntos de control que debe utilizarse en un proyecto. Sin embargo, la presencia de más puntos de control aumenta la precisión absoluta del proyecto, con efectividad decreciente a medida que la precisión absoluta converge en lo siguiente:
1 - 3 x GSDNota:
- Debe incluir al menos tres puntos de control para que se utilicen durante el procesamiento. Se recomienda un mínimo de 5 a 10 puntos de control.
- Coloque el control en terreno llano a ras del suelo, lejos de entidades que puedan obstruir la vista de la cámara, como vegetación o estructuras.
- Utilice objetivos de control analizados para obtener mejores resultados. Si no se encuentran disponibles, los objetos identificables en las imágenes (puntos de control secundarios) pueden utilizarse como control.
Ajustes de procesamiento
Los puntos de enlace que se obtienen en la geocodificación de entidades automática durante el paso de procesamiento Ajustar imágenes sirven para estimar las coordenadas 3D de la escena, que se emplean en el proceso de ajuste de paquetes para optimizar el modelo. Para maximizar la precisión absoluta de sus productos, es importante que los puntos clave individuales que conforman los puntos de enlace sean tan precisos como resulte posible. Para maximizar la precisión de los puntos clave, Escala de imagen de opciones de puntos de enlace debe estar definida como 1 x (tamaño de la imagen original).
Nota:
- El aumento del ajuste de Escala de imagen inicial mejora la precisión de los productos e incrementa el tiempo de procesamiento.
Cuanto mayor es el número de puntos clave que conforman un punto de enlace, más precisión ofrece la coordenada 3D estimada. El ajuste Vecindad coincidente especifica las imágenes que se utilizan para buscar puntos clave coincidentes. La opción Perfeccionar ajuste se puede habilitar para maximizar el número de puntos de enlace generados.
Control de vinculación
Al incorporar el control al proyecto, la ubicación del control se identifica manualmente en cada imagen mediante el Editor de vínculos de imagen. La diligencia con que se marca la ubicación precisa del control en todas las imágenes guarda relación con la precisión absoluta de los productos finales. Aunque en proyectos con varias imágenes y control puede ser una tarea abrumadora, el uso de la entidad de vínculos asistidos agiliza este proceso.
Evaluación de la precisión del modelo
El proceso de ajuste de bloques de paquetes intenta adecuar el modelo a la ubicación del control. Como resultado, la precisión del producto es máxima en los puntos de control. A medida que se mueve radialmente hacia afuera desde un punto de control, la precisión comienza a disminuir, por lo que usar los puntos de control como una medida de la precisión absoluta puede ofrecer resultados superficiales.
Cada punto de control del terreno incluye un valor de precisión en metros para x (dX), y (dY) y z (dZ) en la ventana Administrador de control. Estos valores representan el cambio de los puntos de control del terreno desde su posición inicial y se generan después de que se haya ejecutado el ajuste del bloque de paquetes. Generalmente, los valores más cercanos a cero se consideran más precisos. La precisión general de un punto ajustado se mide a través del valor de error de proyección proporcionado en el informe de procesamiento del proyecto. Este valor proporciona un resumen en píxeles de cuánto se desvió el punto inicial del punto ajustado.
Se calcula una medida similar de cambio tras ajustar los vínculos de imagen en forma de error de reproyección. Puede encontrar este valor en la ventana Vínculos de imagen al hacer clic en los vínculos de las imágenes. Se puede utilizar como medida para optimizar la precisión de colocación de los vínculos de imagen. Los valores que son mucho mayores que cero indican que hay un vínculo mal colocado o que resulta muy difícil de ajustar en esa imagen y debe eliminarse. Lo ideal sería colocar un gran número de vínculos, ya que probablemente tendrá que eliminar algunos vínculos después de realizar el ajuste para lograr una adaptación perfecta a sus GCP.
Para autenticar la precisión absoluta general del producto pueden utilizarse puntos de verificación. Los puntos de verificación se recopilan de manera similar a los puntos de control, pero no se incorporan al proceso de ajuste del bloque. En lugar de esto, los puntos de control se usan para evaluar la precisión del modelo de manera independiente una vez que termina el procesamiento.
Nota:
- Distribuya los puntos de verificación por todo el proyecto, igual que los puntos de control.
- El uso de muy pocos puntos de verificación puede dar lugar a resultados inexactos.
Fuentes
Sanz-Ablanedo, E.; Chandler, J.H.; Rodríguez-Pérez, J.R.; Ordóñez, C. "Accuracy of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and SfM Photogrammetry Survey as a Function of the Number and Location of Ground Control Points Used." Remote Sensing. 2018, 10, 1606.