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Indudablemente, la fotogrametría aérea se ha establecido como un método cotidiano para la representación topográfica masiva en diversas aplicaciones de ingeniería. De esta forma, la incorporación de drones ha impulsado aún más la popularidad de la fotogrametría como técnica de representación topográfica, principalmente debido a su significativa productividad en campo.
Sin embargo, a pesar que la fotogrametría aérea ha dado un empuje de productividad evidente en las actividades topográficas, por otro lado, la gestión y el manejo de los productos finales puede ser complejo considerando los requerimientos computacionales y los grandes volúmenes de datos que se deben manejar. Para esto, TBC ofrece una serie de herramientas asociadas a un procesamiento fotogramétrico de primera línea junto con una completa gestión de la nube de puntos y ortofotos en términos de producir una completa representación topográfica la cual puede ser utilizada por una variedad de profesionales del ámbito geoespacial.
En términos muy generales, el proceso fotogramétrico está dividido en dos partes: aerotriangulación y obtención de productos finales. En la aerotriangulación se busca determinar las posiciones y orientaciones para cada fotografía a partir de la identificación de puntos de paso (puntos comunes determinados en las fotografías de forma automática por el software). Este proceso puede ser apoyado por puntos de control y/o, para aquellos drones que cuenten con GNSS, determinando la trayectoria a partir del procesamiento diferencial de líneas base GNSS. Por otro lado, una vez que el bloque de fotografías está aerotriangulado, se obtienen los productos finales como nubes de puntos y ortofotos.
Figura 1. Barra de herramientas de fotogrametría aérea en TBC
En lo relacionado al procesamiento fotogramétrico, TBC presenta una barra de herramientas que funcionan secuencialmente de izquierda a derecha:
Figura 2. Importación de datos UAS
Figura 3. Aerotriangulación en TBC
Figura 4. Incorporación de puntos de control
Figura 5. Creación de entregables de fotogrametría aérea en TBC
Figura 6. Productos aerofotogramétricos en TBC
TBC posee herramientas para el tratamiento de nube de puntos, ya sea, de fotogrametría o LiDAR. El módulo Scanning permite clasificar la nube de puntos proveniente desde levantamientos realizados con LiDAR terrestre, aéreo, móvil y fotogrametría. Para la clasificación de nube de puntos, TBC permite una amplia variedad de clases como terreno, edificios, vegetación, entre otros.
Previo a la importación de datos, es necesario configurar el proyecto en cuanto al sistema de coordenadas y plantillas de dibujo, no obstante, estas plantillas pueden provenir desde un archivo formato VCT.
En cuanto a los formatos de nube de puntos admisibles en TBC se tiene LAS, LAZ, E57 y XYZ y, por supuesto, desde formatos propietarios de Trimble que es con los cuales se tiene el mejor resultado en términos de procesamiento. La importación requiere indicar el origen de la nube de puntos, por ejemplo, si es proyectada (cuadrícula) o de terreno, si es georreferenciada o desconocida. En el caso que la nube de puntos no tuviera referencia, esta puede ser georreferenciada por medio de puntos de control.
Figura 7. Importación de una nube de puntos en TBC
Figura 8. Vistas en planta y 3D de la nube de puntos importada en TBC
Por otro lado, TBC tiene una serie de aplicaciones que optimizan el manejo de la nube de puntos, como lo es la clasificación y edición, además del entrenamiento del software por medio de deep learning para aquellos casos en que la clase que se requiera incorporar no exista.
Figura 9. Tipos de clasificación de nube de puntos “Aérea” en TBC
Figura 10. Nube de puntos clasificada en TBC
La edición de la nube de puntos contempla herramientas de segmentación para la creación de regiones, muestreo, vistas de corte de plano, cuadro de límite, visualización de la nube según necesidad, como color verdadero, escala de grises, escaneo, región, intensidad de señal y contraste, por nombrar algunas.
Figura 11. Edición y clasificación manual de la nube de puntos en TBC
Otro elemento que TBC incorpora está asociado a la extracción de datos desde la nube de puntos: la herramienta se denomina extracción de puntos, líneas y geometrías. En este caso, se ha utilizado bajo el uso de una biblioteca de características que permite crear puntos CAD con bloques y el dibujo de accidentes del terreno sobre la nube de puntos a través de polilíneas 3D ordenadas en capas, color, tipo de línea y espesor.
Por otro lado, TBC en su módulo Drafting (Borradores), incorpora dimensionamiento, etiquetas, creación de tablas de superficie, tablas de coordenadas, importar e insertar bloques, tipos de líneas, configuración de hojas, vistas dinámicas, creación de grillas, entre otras opciones.
Figura 12. Administrador de capas
Figura 13. Dibujo CAD
Figura 14. Extracción de puntos con atributos
Figura 15. Biblioteca de características aplicado a nube de puntos
Una aplicación interesante de TBC tiene relación con la extracción de geometrías que está disponible en el módulo Scanning. Inicialmente, se requiere crear la forma dibujando sobre la nube de puntos, la cual es seleccionada, para que posteriormente TBC la identifique de manera únicao múltiple según corresponda. Si es múltiple, es necesario delimitar un área a analizar para optimizar el entorno de búsqueda. Para lograr una extracción exitosa, se deben configurar el umbral de intensidad y confianza.
Figura 16. Extraer geometría
Por otro lado, el módulo de Superficies posee una serie de herramientas que permiten incorporar datos geoespaciales provenientes de observaciones realizadas con estación total, GNSS e importar archivos ASCII como puntos que incluyen identificador y código. También, TBC permite incorporar líneas CAD importadas o creadas desde la misma reconstrucción digital para la definición de líneas de quiebre. TBC posee herramientas para combinar superficies, limitar, crear islas, suavizar, proyectar elementos CAD a la superficie, plataformas y muchas más alternativas.
Figura 17. Creación y edición de superficie
Por su parte, el módulo Drafting es capaz de crear representaciones gráficas a partir de plantillas previamente configuradas para el dibujo automatizado de plantas, perfiles longitudinales y perfiles transversales. El uso de Drafting permite la incorporación de viñetas, cuadros y la gráfica asociada a escalas tanto horizontal como vertical. Bajo este ambiente, la elaboración de láminas es muy fluida y de fácil manejo, llegando a crear láminas con planos de ubicación, incorporación de ortofotos en distintos formatos. La creación de las vistas dinámicas o viewports es automática, así como la incorporación de la grilla de coordenadas y bloque del símbolo norte perfectamente alineado según la lámina creada. Las Figuras 15 y 16 muestran, respectivamente, productos tanto con ortofoto como CAD. Acá la gráfica es fundamental para su representación, ya que los colores son primordiales para la incorporación de la vectorización en la lámina y su contraste con esta.
Figura 18. Lámina CAD con ortofoto
Figura 19. Lámina CAD
El uso de drones en aplicaciones fotogramétricas representa un avance tecnológico importante para la productividad de proyectos geoespaciales logrando disponer de información actualizada para la toma de decisiones. La fotogrametría permite la reconstrucción digital con un alto nivel de detalle planimétrico gracias a la resolución espacial de la ortofoto y la representación tridimensional dada por la nube de puntos creada a partir de este proceso.
De esta forma, Trimble Business Center lleva a cabo un flujo de trabajo completo hasta la obtención del producto final. Con su módulo Aerial Photogrammetry, Scanning y Drafting, el usuario es capaz de realizar un proceso completo en una sola plataforma. El flujo fotogramétrico es fácil e intuitivo siguiendo un patrón lógico. No obstante, uno de los aspectos más importantes del proceso es la correcta definición del sistema de coordenadas, ya que este constituye la base para la generación precisa de los productos fotogramétricos.
La reconstrucción digital es el producto requerido para distintos fines, ya sea catastro, ingeniería, control de la construcción u otros requerimientos según el proyecto. TBC ofrece herramientas potentes que permiten una reconstrucción digital detallada y eficiente. Funcionalidades como la clasificación de la nube puntos, extracción de puntos, líneas y geometría, más la aplicación de biblioteca de características y herramientas CAD, son fundamentales para obtener un producto de manera rápida.
Finalmente, la presentación de estos productos mediante el módulo Draftingpuede adaptarse a las necesidades del usuario, ya sea de forma automática, manual o combinando ambos enfoques. No es necesario ser un experto en dibujo para utilizar TBC, basta con realizar las configuraciones adecuadas y guardarlas como plantillas reutilizables.
