Calculadora de GSD: distancia de muestreo del terreno para el mapeo con dron
La distancia de muestreo del terreno (GSD) es el tamaño de un píxel de la imagen sobre el terreno, y es la primera cifra que hay que fijar al planificar un vuelo de mapeo con dron. Use la calculadora de abajo con su propia cámara: introduzca una altura de vuelo para obtener el GSD, o un GSD objetivo para obtener la altura, y lea la huella de una foto y la separación entre fotos y entre líneas de vuelo para sus solapes.
Calculadora de GSD (distancia de muestreo del terreno)
Introduzca su cámara y una altura de vuelo o un GSD objetivo. La calculadora da el GSD, la huella en el terreno de una foto y, a partir de sus solapes, la separación entre fotos y entre líneas de vuelo.
Fórmula: GSD = H · s / (f · n)
GSD = H × s / (f × n): H = altura sobre el terreno, s = ancho del sensor, f = distancia focal, n = ancho de la imagen en píxeles. Huella = GSD × píxeles. Separación = huella × (1 − solape).
Cámara apuntando en vertical sobre terreno llano, con el ancho de la imagen perpendicular a la línea de vuelo y el alto a lo largo de ella (intercambie los dos valores para girar). El GSD de una ortofoto o un modelo de elevación terminados es una decisión de procesado y suele ser mayor que el GSD de la foto. Las fotos por hectárea no cuentan los bordes ni los giros del plan de vuelo.
Para ver qué entrega un GSD dado, procese un vuelo hasta un ortomosaico: Ortomosaico con Drone
¿Qué es la distancia de muestreo del terreno?
El GSD es la distancia sobre el terreno entre los centros de dos píxeles vecinos en una foto cenital. Un GSD de 2,74 cm por píxel significa que cada píxel cubre unos 2,7 cm de terreno. Una cifra menor es un detalle más fino: se distinguen objetos más pequeños, y las fotos deben tomarse más bajo y en mayor número.
El GSD describe las fotos, no el mapa terminado. La ortofoto y el modelo de elevación hechos con ellas pueden escribirse al GSD de las fotos o a un tamaño de celda más grueso, y la precisión posicional del resultado depende de mucho más que del GSD.
La fórmula, con un ejemplo resuelto
GSD = H × s / (f × n), donde H es la altura sobre el terreno, s el ancho del sensor, f la distancia focal y n el ancho de la imagen en píxeles. Dicho de otro modo, el GSD es la altura de vuelo por el tamaño del píxel en el sensor, dividida por la distancia focal.
Tome una cámara de tipo 1 pulgada con un sensor de 13,2 mm de ancho, una focal de 8,8 mm y 5472 píxeles de ancho, volando a 100 m sobre el terreno. GSD = 100 × 13,2 / (8,8 × 5472) = 150 / 5472 m, es decir, 2,74 cm por píxel. Una foto cubre entonces 150 m en sentido transversal a la línea de vuelo y 100 m a lo largo de ella. El GSD es proporcional a la altura: vuele al doble de altura y cada píxel cubrirá el doble de terreno.
| Altura sobre el terreno | GSD | Huella de una foto | Fotos por hectárea |
|---|---|---|---|
| 30 m | 0,82 cm/px | 45 × 30 m | 123 |
| 60 m | 1,64 cm/px | 90 × 60 m | 31 |
| 100 m | 2,74 cm/px | 150 × 100 m | 11 |
| 120 m | 3,29 cm/px | 180 × 120 m | 7,7 |
| 150 m | 4,11 cm/px | 225 × 150 m | 4,9 |
Del GSD a un plan de vuelo
La huella de una foto es el GSD por el tamaño de la imagen en píxeles. La distancia entre disparos a lo largo de una línea es la huella en el sentido del vuelo por uno menos el solape longitudinal, y la distancia entre líneas de vuelo es la huella transversal al vuelo por uno menos el solape lateral. Con un 80 % de solape longitudinal y un 70 % lateral, la cámara del ejemplo a 100 m toma una foto cada 20 m en líneas separadas 45 m, lo que da unas 11 fotos por hectárea.
Como la superficie de terreno que añade cada foto disminuye con el cuadrado de la altura, volar a la mitad de altura exige unas cuatro veces más fotos para la misma superficie. Las fotos por hectárea de la calculadora no tienen en cuenta los bordes ni los giros del plan de vuelo, así que un vuelo real toma algunas más.
El GSD no es la precisión
Un GSD menor hace las fotos más nítidas sobre el terreno, pero no coloca por sí solo el modelo en su sitio: la precisión absoluta viene del posicionamiento y del control en tierra, y solo los puntos de comprobación independientes la miden.
El ajuste de procesamiento fija el GSD de los productos. Equilibrado escribe la ortofoto y los modelos de elevación al doble del GSD de las fotos y Máximo los escribe a resolución completa, así que la cifra de la calculadora es lo mejor que pueden ofrecer las fotos, no lo que contiene cada producto.
Cómo elegir un GSD
Empiece por lo más pequeño que el entregable debe mostrar o medir y deduzca de ahí una altura. Si las dianas de control pintadas deben encontrarse automáticamente en las fotos, haga el disco de al menos unas siete veces el GSD de diámetro: de 0,35 a 0,5 m con un GSD de 4,7 cm.
Después, compruebe el coste. Un vuelo más bajo dispara el número de fotos y el tiempo de vuelo, y en terreno irregular una sola altura de vuelo da un GSD distinto en la colina y en el valle, así que mantenga la cámara a una altura constante sobre el terreno y no sobre el punto de despegue.
Errores comunes
Usar la focal equivalente de 35 mm. La fórmula necesita la distancia focal real de la lente. Combinado con el ancho real del sensor, el valor equivalente da un GSD varias veces demasiado pequeño.
Usar la diagonal del sensor o su nombre en «pulgadas» como ancho. Un sensor de tipo 1 pulgada mide 13,2 mm de ancho, no 25,4 mm. Tome el ancho de la ficha técnica de la cámara; los tipos de sensor de la calculadora son solo valores típicos.
Medir la altura desde el punto de despegue. En terreno en pendiente, la altura sobre el punto de despegue y la altura sobre el terreno pueden diferir lo bastante como para cambiar el GSD de forma notable. La calculadora espera la altura sobre el terreno que está mapeando.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el GSD en fotogrametría?
La distancia de muestreo del terreno es el tamaño de un píxel sobre el terreno en una foto cenital, por ejemplo 2,7 cm por píxel. La fijan la altura de vuelo, la distancia focal, el ancho del sensor y el ancho de la imagen en píxeles.
¿Cómo se calcula el GSD?
GSD = altura sobre el terreno × ancho del sensor / (distancia focal × ancho de la imagen en píxeles). Con un sensor de 13,2 mm, una lente de 8,8 mm y 5472 píxeles de ancho a 100 m, el GSD es 150 / 5472 m, unos 2,74 cm por píxel.
¿Qué GSD necesito para mapear?
Depende del elemento más pequeño que deba mostrar o medir y de la precisión que deba entregar. Parta del entregable hasta un GSD y compruebe después el coste en fotos y tiempo de vuelo; un vuelo a la mitad de altura necesita unas cuatro veces más fotos.
¿Cómo cambia el GSD con la altura?
De forma proporcional. El doble de altura sobre el terreno da el doble de GSD, es decir, una imagen más gruesa, y una cuarta parte de las fotos por hectárea.
¿Por qué el GSD de mi ortofoto es distinto del de la calculadora?
La calculadora da el GSD de las fotos. La ortofoto y los modelos de elevación se escriben a una resolución elegida en el procesamiento; el ajuste Equilibrado de Stream Capture los escribe al doble del GSD de las fotos y Máximo a resolución completa.
¿Qué ancho de sensor debo introducir?
El ancho físico del sensor según la ficha técnica de la cámara. Un sensor de tipo 1 pulgada mide 13,2 mm de ancho. Los tipos de sensor de la calculadora rellenan un ancho típico, que puede sobrescribir.
¿Un GSD menor significa más precisión?
No por sí solo. Un GSD menor da un detalle más fino, pero la precisión depende del posicionamiento, del control en tierra, del solape y del procesamiento. Compruebe el resultado con puntos de comprobación independientes.
Vea lo que da su GSD: procese un vuelo hasta obtener un ortomosaico
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