¿Qué es la fotogrametría? Cómo las fotos se convierten en mapas y modelos 3D
La fotogrametría es la ciencia de medir a partir de fotografías. Fotografíe un emplazamiento desde muchas posiciones con suficiente solape y un software podrá calcular dónde estaba cada cámara y dónde está en tres dimensiones cada punto visible. La fotogrametría con drones aplica esto al mapeo: unos cientos de fotos se convierten en un ortomosaico, un modelo de elevación, una nube de puntos y un modelo 3D texturizado.
La idea de fondo
Levante un dedo y mírelo con un ojo y luego con el otro: parece saltar sobre el fondo. Cuánto salta le dice a qué distancia está. La fotogrametría hace lo mismo con cámaras. Un punto que aparece en dos fotos tomadas desde posiciones distintas puede triangularse, y un punto que aparece en muchas fotos se triangula muchas veces, y eso es lo que hace que el resultado sea medible y no una suposición.
Hay que resolver dos cosas a la vez: desde dónde se tomó cada foto y cómo curva la imagen su lente, y dónde está cada punto del terreno. Como ninguna se conoce al principio, el software resuelve ambas a la vez; el proceso se llama estructura a partir del movimiento, seguida de un ajuste de haces.
Cómo funciona la fotogrametría, paso a paso
El software busca puntos característicos en cada foto, empareja esos mismos puntos entre fotos con solape y usa las coincidencias para resolver las posiciones de las cámaras, la lente y un primer conjunto disperso de puntos 3D. Después estima una profundidad para casi cada píxel frente a las fotos vecinas y fusiona las estimaciones en una nube de puntos densa. De la nube salen una malla de superficie y un ráster de elevación, y proyectar las fotos sobre esa superficie da el ortomosaico.
| Paso | Qué ocurre | Qué se obtiene | Etapa en Stream Capture |
|---|---|---|---|
| Leer fotos | Se leen metadatos, posiciones y datos de cámara; se marcan las fotos defectuosas | Grupos de cámaras, cobertura | Datos |
| Emparejar y resolver | Se encuentran los mismos puntos entre fotos; se resuelven posiciones de cámara y lente | Poses de cámara, nube dispersa, error de reproyección | Alinear |
| Densificar | Se estima la profundidad de casi cada píxel y se fusiona | Nube de puntos densa | Nube densa |
| Construir superficies | La nube se convierte en malla y en ráster de elevación | Modelo 3D, MDS, MDT | Malla + textura, DSM, DTM |
| Ortorrectificar | Cada foto se proyecta sobre la superficie y se fusiona | Ortomosaico | Ortofoto |
Qué hace falta para un buen resultado
Ante todo, solape: cada punto del terreno debe aparecer en varias fotos desde posiciones distintas. Hacen falta al menos tres fotos con solape para empezar, y un mapa real necesita muchas más. También importan las fotos nítidas, bien expuestas y con textura visible, porque el software empareja textura.
Para situar el resultado en un sistema de coordenadas real y a la escala correcta también hacen falta posiciones: de un dron RTK o PPK, de puntos de control medidos en campo, o de ambos. Sin ellas el modelo es coherente por dentro, pero flota en el espacio.
Para qué se usa la fotogrametría
Mapas topográficos y modelos de elevación, volúmenes de acopios y de movimiento de tierras, cambios entre dos vuelos, documentación de obra y modelos 3D de estructuras y terreno. La usan la minería y las canteras, la construcción, la topografía, la agricultura y la arqueología. Los productos son archivos estándar: ráster GeoTIFF, nubes de puntos LAS o LAZ, curvas de nivel DXF y modelos OBJ o GLB.
Lo que no puede hacer
Solo ve la superficie que vieron las cámaras, así que no puede ver el suelo bajo una cubierta vegetal densa, y los modelos de suelo desnudo bajo vegetación son estimaciones. Le cuestan las superficies sin textura, como el agua quieta o la nieve recién caída, y lo que se mueve entre fotos. Y no mide nada en términos absolutos sin control: la escala y la posición vienen de posiciones conocidas, no de las fotos solas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la fotogrametría en pocas palabras?
Medir a partir de fotografías. Se emparejan fotos con solape tomadas desde posiciones distintas, y el software triangula dónde estaba cada cámara y dónde está en 3D cada punto visible.
¿Cómo funciona un software de fotogrametría?
Empareja los mismos puntos entre fotos con solape, resuelve las posiciones de las cámaras y la lente, estima la profundidad de casi cada píxel y la fusiona en una nube de puntos densa; después construye superficies, un modelo de elevación y un ortomosaico a partir de la nube.
¿Qué es la fotogrametría con drones?
Fotogrametría con fotos tomadas desde un dron, normalmente en un vuelo en cuadrícula sobre un emplazamiento, para producir mapas, modelos de elevación, nubes de puntos y modelos 3D.
¿Cuántas fotos hacen falta para la fotogrametría?
Al menos tres fotos con solape para empezar; el mapa de un emplazamiento real necesita muchas más. Cuente por cobertura: cada punto debe aparecer en varias fotos.
¿Es precisa la fotogrametría?
Puede ser muy precisa, pero la precisión depende de la cámara, el solape, el posicionamiento y el control, y se mide en puntos de comprobación independientes. La altura suele ser más débil que la posición horizontal.
¿Qué diferencia hay entre fotogrametría y LiDAR?
La fotogrametría obtiene el 3D de fotografías y solo ve superficies visibles; el LiDAR mide con su propia luz láser y puede volver a través de huecos en la vegetación. Para terreno abierto y estructuras, la fotogrametría suele bastar.
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