Otra de las herramientas utilizadas para procesar los vuelos fotogramétricos, ha sido Pix4D, un software creado por la compañía rusa Pix4D en 2011. Se ha dispuesto del uso en el Aula de Fotogrametría de la E.T.S.I en Topografía, Geodesia y Cartografía, de una licencia Professional Educational versión 4.1.15 (2017) de 64 bits. Así pues, las características técnicas básicas del ordenador en que se ha procesado con este software se pueden observar en la Tabla 6, comparándolas con los recomendados por Pix4D. En general, los requerimientos mínimos y recomendados en base al tamaño del proyecto, pueden consultarse en el manual de usuario de la versión 4.1. Además, para la realización de la fusión en Pix4D ha sido de gran ayuda el soporte virtual que ofrece a través de la página web: https://support.pix4d.com/hc/en-us
Tabla 6. Requerimientos recomendados por Pix4D, frente al utilizado.
* Aunque es compatible con OpenGL 3.2, Pix4D especifica que con algunas GPU Quadro se han observado largos tiempo de procesado inusuales.
Ordenador usado Recomendados
CPU Intel Core i5 Intel Core i5 - i7 - Xeon
RAM 32 GB 16 - 32 GB
GPU Nvidia Quadro* Cualquiera compatible con OpenGL 3.2
4.2.1. Creación de los proyectos
Se debe destacar que el asistente para la creación de cualquier nuevo proyecto de Pix4D, te va pidiendo los datos que requiere en cada paso. En primer lugar, para crear cualquier proyecto, sigue este orden: nombre del proyecto, carga de imágenes de las que lee los datos EXIF que contengan, selección de sistema de coordenadas de salida y elección de una plantilla de procesamiento. Esto último permite especificar el tipo de proyecto que se desee llevar a cabo así como hacerse una idea de la calidad de los resultados que se obtendrán, y la velocidad del procesamiento.
Teniendo en cuenta los requisitos del software, se han creado 5 proyectos utilizando la plantilla 3D Maps (ver Figura 15), uno por cada conjunto de imágenes, 1 correspondiente al vuelo del UAV Geodrone, y los otros 4 correspondientes a los 4 vuelos o misiones del UAV Mavic Pro. Para conseguir la fusión entre ellos, primeramente se debe realizar solo el procesamiento inicial de cada proyecto por separado, lo que comprende orientación interna, externa y emparejamiento de imágenes.
4.2.2. Procesamiento del proyecto GEODRONE
Pix4D posee una base de datos interna de los parámetros de calibración de las cámaras más usadas en proyectos fotogramétricos actualmente. Así, durante la creación del proyecto, se detecta automáticamente el modelo de la cámara desde los datos EXIF y se cargan sus parámetros.
Ahora, para orientar las imágenes, se cargaron las coordenadas de los puntos de apoyo terrestres (véase Anexo 8.1), y se identificaron en las imágenes mediante el gestor de GCP/MTP, con el fin de georreferenciar el proyecto mediante correlación automática. En este caso, el gestor te permite marcar los GCPs como puntos de apoyo 3D y los PVs como puntos de control (o chequeo). Tras ello, se lleva a cabo el procesamiento inicial estableciendo los parámetros indicados en la Tabla 7.
Tabla 7. Configuración de los parámetros del procesamiento inicial del proyecto Geodrone.
En el Anexo 8.4.1 se puede observar el informe generado automáticamente por Pix4D con los resultados, tiempos y precisiones del procesamiento del proyecto Geodrone. Se observa que los puntos de apoyo y chequeo tienen un RMS inferior al píxel (precisión subpíxel), siendo menor el error en la coordenada Z.
4.2.3. Procesamiento de los proyectos MAVIC PRO
En este caso, se cargan automáticamente en cada proyecto tanto los parámetros de calibración de la cámara, como la información de geolocalización contenida en los datos EXIF de las imágenes. Después, para cada proyecto de manera individual se procede al procesamiento inicial según los parámetros indicados en la Tabla 8.
Tabla 8. Configuración de los parámetros del procesamiento inicial para cada proyecto Mavic Pro.
Paso Parámetro Configuración
Escala Completa
Emparejamiento Rejilla o pasillo aéreo
Calibración 40000 puntos clave por foto
Procesamiento inicial
Paso Parámetro Configuración
Escala Completa
Emparejamiento Rejilla o pasillo aéreo
Calibración 40000 puntos clave por foto
Optimizar orientación Procesamiento inicial
Además, al igual que con Photoscan, no fue posible la orientación de una imagen de la misión 2 y otra de la misión 3, por lo que fueron deshabilitadas. Tras ello, se reoptimizó el cálculo de las orientaciones. Se debe señalar que el procesamiento inicial de los 4 proyectos Mavic Pro en Pix4D, se llevó a cabo en paralelo. De nuevo, se pueden observar los detalles y precisiones de cada proyecto, a partir de los informes generados por el software, anexados en los apartados 8.4.2, 8.4.3, 8.4.4 y 8.4.5.
4.2.4. Fusión de los proyectos mediante puntos de enlace
Ahora, antes de proceder a la fusión, se deben medir puntos de enlace de manera manual en cada proyecto. De hecho, para asemejar el proceso de fusión, se han medido los mismos 8 puntos de enlace que los creados en Photoscan. En este caso, la medición de puntos se realiza mediante el asistente rayCloud de Pix4D, marcando cada punto en 3 imágenes y utilizando el marcado automático, que permite que esos puntos se identifiquen y midan en el resto de imágenes en las que se encuentran.
A continuación, se procede a la fusión de los 5 proyectos. Para ello, debe crearse un nuevo proyecto marcando la opción de “Proyecto fusionado a partir de Proyectos Existentes”, seleccionando los 5 proyectos de los que se va a fusionar su procesamiento inicial (nubes de puntos dispersas), tal como se observa en la Figura 16. La única condición es que ambos se encuentren en el mismo sistema de coordenadas, en este caso WGS84 / UTM Zona 30.
Figura 16. Creación de un proyecto que contiene la fusión de los 5 proyectos.
Antes de proceder al procesamiento de la nube de puntos densa y modelo 3D, se debe realizar un paso previo para optimizar la orientación de los distintos proyectos en conjunto, especialmente para solucionar el problema de altitud entre vuelos (véase
apartado 5.1). Para ello, se usó en primer lugar la opción de Reprocesar, que sirve para reorientar las imágenes de manera relativamente rápida, pero no se observó ningún cambio. Por ello, se utilizó la opción Reemparejar y optimizar, que consiste en computar más puntos para el emparejamiento entre imágenes y reoptimizar los parámetros internos y externos. No obstante, según datos del soporte de Pix4D, este proceso incrementa considerablemente el tiempo de procesamiento para proyectos de más de 500 imágenes, siendo este de un total de 1863. Aun así, fue la única manera de conseguir fusionar exitosamente los 5 proyectos, en un tiempo estimado de 2 días y 18 horas, computando solo Reemparejar y optimizar, tiempo mayor que cualquier otro de los procesos realizados.
Una vez fusionadas las nubes de puntos dispersas, se procede a generar la nube de puntos densa en calidad baja, y la malla 3D con textura en calidad media, al igual que en Photoscan. Además, se genera el MDE y al mismo tiempo se exportan los resultados, la nube de puntos en formato .las, el modelo 3D en .obj y el MDE en .tif, en el sistema de referencia WGS84 /UTM Zona 30. Los parámetros relativos al procesamiento de la nube fusionada se observan en la Tabla 9.
Tabla 9. Configuración de los parámetros del procesamiento del proyecto fusionado.
Se debe comentar que se ha obtenido en la zona de interés una nube de unos 18,000,000 puntos, cuya apariencia se muestra finalmente en el apartado 5.3 comparándola con la inicial del vuelo Geodrone, además de mostrarse una comparativa entre los modelos 3D.
En lo relativo a la edición del modelo, Pix4D permite una edición básica de la nube densa mediante dibujo y eliminación de puntos, muy semejante a Photoscan, pero con el asistente rayCloud. Como ya se ha comentado, este estudio se ha centrado en lograr la fusión de nubes de puntos lo más automáticamente posible para conseguir un modelo 3D mejorado, sin tener en cuenta la edición manual de puntos.
Paso Parámetro Configuración
Reemparejar y optimizar
Escala de la imagen Por defecto (1/2)
Densidad / calidad Baja
Crear malla con textura Resolución Media
Resolución 1 x GSD (2.17 cm/píxel)
Suavizado Afilado
Reprocesar emparejamiento Crear nube de puntos densa