Levantamiento fotogramétrico: qué es y cómo obtenerlo en 5 sencillos pasos

En topografía, cartografía y arquitectura, la adquisición de la realidad circundante es un proceso muy importante, sujeto a la evolución continua de la tecnología.

La fotogrametría es una técnica que ha ofrecido a todos los profesionales del sector AEC una mirada de nuevas posibilidades permitiendo efectuar mediciones de manera mucho más rápida.

Si estás entrando en el mundo de la topografía fotogramétrica, te recomiendo que pruebes ahora gratuitamente un point cloud to BIM software con el que podrás transformar, en unos sencillos pasos, la nube de puntos obtenida del levantamiento en un modelo BIM.

Ahora descubramos todas las peculiaridades de un levantamiento fotogramétrico.

¿Qué es un levantamiento fotogramétrico?

El levantamiento fotogramétrico es el proceso por el cual se detecta un objeto, una construcción o el entorno circundante, con el fin de obtener un modelo tridimensional útil para determinar la forma y extraer medidas, pero sobre todo para la generación de un modelo BIM.

La fotogrametría nace como una técnica que permite adquirir las características métricas de un objeto mediante la adquisición y elaboración de imágenes fotográficas. Las primeras aplicaciones se realizaron con fotogramas estereoscópicos, es decir, con dos fotogramas distintos que capturan el mismo objeto.

La evolución de estas técnicas ha llevado a las técnicas de SfM (Structure from Motion) a permitir obtener una nube de puntos tridimensional a partir de varias fotos tomadas según criterios precisos.

Desarrollo técnico de la fotogrametría

La fotogrametría se clasifica según el tipo de captura y el tipo de procesamiento.

Según el tipo de captura se tiene:

• fotogrametría terrestre: el disparo se realiza desde el suelo, a distancias a menudo inferiores a 200 m, como en el caso de los levantamientos de edificios;
• fotogrametría aérea: el disparo se realiza desde el cielo, a menudo a través de un dron.

Dependiendo del tipo de tratamiento, se tiene:

• fotogrametría analógica: los objetos detectados se reconstruyen con la ayuda de dispositivos físicos, como varillas metálicas, necesarias para reproducir el fenómeno inverso del agarre;
• fotogrametría analítica: los objetos detectados se reconstruyen mediante herramientas de cálculo, las mediciones realizadas directamente en los fotogramas se procesan numéricamente.

Los resultados de un levantamiento fotogramétrico: nube de puntos, mapas topográficos, fotografías procesadas

Los datos obtenidos mediante levantamiento fotogramétrico permiten obtener los siguientes resultados:

• nube de puntos (o point cloud), un conjunto de puntos identificados a través de su ubicación en un sistema de coordenadas (xyz);
• mapas topográficos, es decir, la representación de un territorio muy detallada;
• fotografías procesadas como las imágenes enderezadas o los ortofotoplanos.

¿Cómo se hace un levantamiento fotogramétrico?

Para hacer un levantamiento fotogramétrico se necesita una cámara digital si es terrestre o un dron si es aéreo.

Si quieres levantar un objeto o una construcción con una cámara, es importante estudiar bien el objeto a capturar:

• si estás tratando con un objeto pequeño, como una estatua, por ejemplo, es aconsejable realizar una serie de fotos girando a su alrededor, cambiando gradualmente la inclinación y el punto de vista;
• si se trata de un prospecto, es necesario mantenerse siempre ortogonales al plano siguiendo una tendencia en «S».

Procedimiento de levantamiento fotogramétrico de un prospecto

La fotogrametría con drones es muy útil porque, gracias a la posibilidad de fotografiar un edificio desde arriba, permite obtener numerosos detalles de cada parte de un edificio:

• plantas cubiertas detalladas y a escala;
• prospectos de muy alta resolución con información clara y precisa;
• modelos tridimensionales que enmarcan el edificio a su alrededor.

Fotogrametría aérea obtenida del levantamiento con drones

Cómo obtener un modelo 3D de un levantamiento fotogramétrico: 5 simples pasos

Para obtener un modelo 3D a partir de un levantamiento fotogramétrico es importante seguir 5 sencillos pasos:

1. Evaluar el tipo de sujeto en cuestión y tomar fotos: si se trata de una arquitectura en particular, es necesario definir el «camino» a seguir con la cámara; por el contrario, si se trata de una obra o un paisaje más grande que se detectará con un dron, es importante planificar un plan de vuelo, que el piloto deberá realizar durante la fase de levantamiento;
2. Importar fotos al software y extraer datos: las fotos se enderezan y alinean automáticamente en el espacio. Se extraen así los “key points”, los puntos clave que son necesarios para hacer el imagine matching, es decir, para hacer coincidir las fotos entre ellas y para el posterior procesamiento de la nube de puntos;
3. Crear la nube de puntos: desde los puntos clave es posible generar una primera nube de puntos «rada», que luego se puede densificar;
4. Generar malla: la nube de puntos se transforma en malla, una superficie continua compuesta de polígonos cuyos vértices son los puntos característicos de la nube de puntos en sí;
5. Generar la textura: en la malla generada anteriormente, es posible devolver los colores aplicando las imágenes del relieve en los polígonos de la malla (texture mapping) o transfiriendo el color de la nube de puntos a la malla (color per vertex).

La nube de puntos se puede transformar en un modelo BIM a través del uso de un point cloud to BIM software y desde el modelo realista del objeto levantado es posible obtener fácilmente secciones, perspectivas, curvas de nivel, renderizado, video. Puedes probar inmediatamente la versión de prueba de un point cloud to BIM software, es una herramienta muy potente que te permite reconocer automáticamente los diferentes elementos presentes en el modelo y minimizar la posibilidad de errores.

¿Cuáles son las ventajas de un levantamiento fotogramétrico?

Realizar un levantamiento fotogramétrico comporta numerosas ventajas respecto a un levantamiento tradicional; en particular se presentan una serie de ventajas, como:

• adquisición de datos más rápida y precisa, detectando edificios enteros en la mitad del tiempo.
• comparación rápida entre los diferentes datos;
• posibilidad de explorar la nube en cualquier momento desde cualquier dispositivo digital a través de un visor BIM de nubes de puntos;
• visualización tridimensional del propio levantamiento;
• aislamiento de porciones de puntos adquiridos para análisis e investigación;
• mayor precisión de los datos obtenidos;
• posibilidad de crear un modelo BIM de forma sencilla.