Captura con aerial-ground map fusion
Dispositivos aplicables: se recomienda Lixel L2 Pro + dron DJI; compatible con Lixel K1, Lixel K2, Lixel P1 + dron
Qué es el aerial-ground map fusion
El aerial-ground map fusion logra un modelado integrado multivista y multiescala fusionando las imágenes aéreas de un dron con los datos terrestres capturados por dispositivos de mano de XGRIDS. Es adecuado para el modelado completo de terrenos complejos como grandes emplazamientos, conjuntos de edificios y zonas escénicas.
Requisitos previos
- La parte terrestre del aerial-ground map fusion admite la unión de varios segmentos de datos de captura terrestre, con los mismos requisitos de captura que el map fusion
- Para drones con cámaras de varias distancias focales, utilice la misma distancia focal durante toda una reconstrucción
Dispositivos serie P (Lixel P1)
- Los dispositivos serie P utilizan puntos de control de fusión aire-tierra para alinear los datos terrestres y aéreos
- El dron no necesita RTK (desactive el interruptor de datos RTK del dron); combinado con puntos de control de fusión aire-tierra, se obtienen buenos resultados
- En cada punto de despegue/aterrizaje del dron, marque un punto de fusión aire-tierra y cargue las fotos aéreas y la carpeta de fotos del punto de despegue/aterrizaje para esa posición
- Si se cargan fotos aéreas directamente sin marcar un punto de fusión aire-tierra en el punto de despegue/aterrizaje del dron durante la captura, existe la posibilidad de una calidad de fusión reducida o un fallo en la reconstrucción
Dispositivos serie L (Lixel L2 Pro)
- Los dispositivos serie L utilizan el posicionamiento RTK integrado del dispositivo para coordenadas absolutas
- Tanto el terrestre como el dron deben tener RTK activado y usar el mismo sistema de coordenadas (WGS84 o CGCS2000)
- La escena de captura necesita una buena señal RTK
- No recomendado: la combinación de serie L RTK + dron sin RTK, que puede causar fallos en la reconstrucción o separación de capas del modelo
Combinaciones de dispositivos recomendadas
| Datos terrestres | Datos del dron | Recomendación | Descripción |
|---|---|---|---|
| Serie L RTK | Dron RTK | ⭐⭐⭐ | Máxima precisión, recomendado |
| Serie P puntos de control de fusión aire-tierra | Dron RTK | ⭐⭐⭐ | Recomendado |
| Serie P puntos de control de fusión aire-tierra | Dron sin RTK | ⭐⭐⭐ | Recomendado, compatible con drones de consumo |
| Serie L RTK | Dron sin RTK | ⚠️ | No recomendado, puede causar fallo en la reconstrucción o separación de capas |
Composición de los datos
Los datos del aerial-ground map fusion deben incluir 2 partes de imágenes:
| Tipo de datos | Método de captura | Descripción |
|---|---|---|
| Parte aérea | Fotografía aérea con dron | Datos de la escena en vista cenital |
| Parte de despegue/aterrizaje | Captura de despegue/aterrizaje del dron | Datos de enlace entre las vistas aérea y terrestre (clave) |
Modelos de dron recomendados
| Recomendado | Aceptable | No recomendado |
|---|---|---|
| Zenmuse P1 | DJI M3E / DJI M4E / DJI P4R | DJI M3T / FC3582 |
Parte aérea
La parte aérea se captura básicamente según los requisitos normales de la fotografía oblicua.
| Elemento | Recomendación |
|---|---|
| Modo de vuelo | Se recomienda el vuelo en cuadrícula para garantizar la cobertura completa |
| Tasa de solapamiento | ≥ 85 % |
| Altitud de vuelo | Volar a la altitud segura mínima permitida ofrece los mejores resultados; salvo restricciones especiales, no se recomienda por encima de 50 m |
| Una/varias capas | Escenas pequeñas/medianas sencillas: vuele una capa a la altitud segura mínima; escenas grandes complejas: vuele 1-2 capas adicionales por encima de la capa más baja |
| Diferencia de altura entre capas | La diferencia de altura entre capas adyacentes no debe superar 2 veces |
Planificación de la trayectoria de vuelo en cuadrícula del dron
Captura de la fachada del edificio
Además del vuelo en cuadrícula sobre la azotea, las fachadas de los edificios (exteriores) también necesitan una cobertura específica.
Vuelo en órbita
El dron vuela alrededor del perímetro del edificio para cubrir todas las fachadas:
| Elemento | Recomendación |
|---|---|
| Distancia de vuelo | 3-5 m de la fachada del edificio |
| Altitud de vuelo | De 1/2 a 2/3 de la altura del edificio (para garantizar la cobertura de arriba abajo) |
| Orientación del objetivo | Siempre orientado hacia la pared exterior del edificio |
| Velocidad de vuelo | ≤ 5 m/s, estable y uniforme |
| Requisito de cobertura | Deben orbitarse los cuatro lados del edificio; reduzca la velocidad en las esquinas para lograr cobertura multiángulo |
| Órbita multicapa | Los edificios altos pueden orbitarse a 2-3 alturas diferentes |
Problema que resuelve la captura en órbita: el vuelo en cuadrícula solo cubre las vistas cenitales de la azotea y el suelo; las fachadas de los edificios (ventanas, detalles de las paredes, entradas) deben complementarse mediante la órbita.
Trayectoria de captura en órbita de la fachada del edificio (vista cenital)
Enlace de datos aéreos y terrestres
Para que los datos aéreos y terrestres se fusionen correctamente, la clave es que ambos conjuntos de datos tengan una región de enlace solapada:
- El dron debe encenderse y despegar por encima de una ruta ya capturada por el dispositivo terrestre
- Antes del despegue, grabe a la altura de los ojos a nivel del suelo (aproximadamente 1,5 m) para garantizar el solapamiento de puntos de vista con la trayectoria del escaneo terrestre
- A continuación, ascienda verticalmente hasta la altitud de fotografía aérea
En pocas palabras: punto de despegue del dron = sobre la ruta que recorrió el dispositivo terrestre, de modo que ambos conjuntos de datos tengan de forma natural un enlace de "apretón de manos".
Requisitos del escaneo terrestre
- Utilice dispositivos de mano de XGRIDS para escanear siguiendo el flujo de trabajo normal de captura en exteriores
- Céntrese en cubrir la base del edificio, las texturas del suelo, las entradas, etc.
- Las fachadas de los edificios necesitan cobertura a varias alturas: tomando como referencia el enfoque del "método de tres pasadas" de interiores, el dispositivo terrestre también debe cubrir las fachadas de los edificios desde tres ángulos: bajo (detalles a ras de suelo), a la altura de los ojos (cuerpo principal) y alto (estructuras superiores)
- Asegúrese de que la trayectoria de escaneo pase cerca del punto de despegue/aterrizaje del dron
Parte de despegue/aterrizaje
La parte de despegue/aterrizaje enlaza la vista aérea con la vista terrestre y es el factor clave que afecta a la calidad de la fusión.
Cantidad y distribución de despegues/aterrizajes
- Planifique al menos 3-4 capturas de despegue/aterrizaje por escena, distribuidas por la escena de captura
- Para escenas más grandes: asegure al menos 1 captura de despegue/aterrizaje cada 50-100 m
Requisitos de captura de despegue/aterrizaje
Cada despegue/aterrizaje debe proporcionar imágenes continuas desde aproximadamente 1,5 m sobre el suelo hasta la altitud de vuelo aéreo, y cumplir:
- Grabación terrestre a la altura de los ojos: la posición y el punto de vista tienen suficiente solapamiento con la trayectoria de captura del dispositivo terrestre. Dado que el FOV del dron suele ser pequeño, al tiempo que se prioriza la cobertura de puntos de vista, el dron puede alejarse algo del sujeto en la posición de despegue/aterrizaje para lograr la mejor cobertura, pero no debe superar 1,5 veces la distancia de captura terrestre
- Grabación aérea cenital: la posición y el punto de vista tienen suficiente solapamiento con las imágenes aéreas
- Transición suave: la posición y el ángulo de la cámara de la vista terrestre a la aérea realizan una transición suave, con una tasa de solapamiento de imágenes adyacentes ≥ 85 %
Captura de despegue/aterrizaje: transición suave desde la altura de los ojos terrestre hasta la vista cenital aérea
Animación del proceso de despegue/aterrizaje
Principios de selección del punto de despegue/aterrizaje
| ✅ Correcto | ❌ Incorrecto |
|---|---|
| Relativamente despejado por delante, sin obstrucción de la línea de visión en 10 m | Cerca de paredes de color liso o superficies reflectantes |
| Orientado hacia edificios o fachadas distintivas | Cerca de árboles o estructuras repetitivas |
| Varios despegues/aterrizajes orientados hacia el mismo sujeto de la escena | Orientado hacia un fondo poco distintivo |
Ejemplo correcto: orientado hacia una fachada de edificio distintiva
Ejemplo incorrecto: cerca de color liso/reflejos/árboles/estructuras repetitivas
Aerial reconstruction
La aerial reconstruction es igual que la parte aérea del aerial-ground map fusion, capturada básicamente según los requisitos normales de la fotografía oblicua. Es adecuada para escenas que no necesitan datos terrestres y utilizan únicamente la fotografía aérea con dron para la reconstrucción 3DGS.
Los requisitos de captura son exactamente los mismos que los de la "Parte aérea" anterior:
- Se recomienda el vuelo en cuadrícula, tasa de solapamiento ≥ 85 %
- Vuele a la altitud segura mínima permitida (≤ 50 m)
- Las escenas grandes complejas pueden volar 1-2 capas adicionales por encima de la capa más baja (diferencia de altura entre capas adyacentes no superior a 2 veces)
- Velocidad de vuelo ≤ 5 m/s
- Utilice una única distancia focal
Con RTK
- El dron debe capturar con RTK activado (WGS84 o CGCS2000)
- El modelo reconstruido contendrá información de coordenadas absolutas y podrá exportarse a plataformas GIS
Sin RTK (v2.2.0)
A partir de la versión v2.2.0, la aerial reconstruction admite drones sin RTK:
- Desactive el interruptor de datos RTK del dron (o el propio dron no tiene capacidad RTK)
- Se requiere un mayor solapamiento: se recomienda solapamiento frontal ≥ 80 %, solapamiento lateral ≥ 70 %
- Se recomiendan trayectorias de vuelo en cuadrícula u órbita para garantizar una cobertura suficiente desde todos los ángulos
- El modelo no contendrá información de coordenadas absolutas y no podrá exportarse a plataformas GIS para posicionamiento geográfico
- Adecuado para escenarios de modelado rápido que no requieren coordenadas absolutas (p. ej., seguimiento del progreso de obras, visualización)
Diferencia entre aerial reconstruction y aerial-ground map fusion: la aerial reconstruction solo tiene datos aéreos y no necesita escaneo terrestre ni enlace de despegue/aterrizaje. Es adecuada para azoteas, grandes plazas, tierras de cultivo y otras escenas que no necesitan detalles a ras de suelo.
Métricas empíricas de área de reconstrucción y GSD
A continuación se muestran datos de referencia operativos para el modelo M4E con diferentes áreas de levantamiento y valores de GSD:
| Área de levantamiento | GSD oblicuo (cm) | Altitud de vuelo (m) | Tiempo de operación | Número de fotos del dron |
|---|---|---|---|---|
| 10.000 m² | 0,5 | 12 | 2 h 8 min | 11139 |
| 10.000 m² | 1 | 26 | 28 min | 2390 |
| 10.000 m² | 2 | 53 | 9 min | 633 |
| 10.000 m² | 3 | 79 | 6 min | 284 |
| 50.000 m² | 0,5 | 12 | 9 h 20 min | 53316 |
| 50.000 m² | 1 | 26 | 1 h 55 min | 11399 |
| 50.000 m² | 2 | 53 | 32 min | 2847 |
| 50.000 m² | 3 | 79 | 17 min | 1279 |
| 100.000 m² | 0,5 | 12 | 18 h 13 min | 105308 |
| 100.000 m² | 1 | 26 | 3 h 43 min | 22448 |
| 100.000 m² | 2 | 53 | 1 h 1 min | 5563 |
| 100.000 m² | 3 | 79 | 29 min | 2475 |
Cuanto menor sea el GSD (cuanto más bajo el vuelo), más rico será el detalle, pero el tiempo de operación y el volumen de datos crecen exponencialmente. Elija un GSD adecuado en función de los requisitos de precisión de la escena; 1-2 cm suele satisfacer la mayoría de los escenarios de aerial-ground map fusion.
Lista de verificación de aerial-ground map fusion
- [ ] Confirmar la combinación de dispositivos (consulte la tabla de Combinaciones de dispositivos recomendadas)
- [ ] Serie L: tanto el terrestre como el dron tienen RTK activado y configurado en el mismo sistema de coordenadas
- [ ] Serie P: puntos de control de fusión aire-tierra marcados en los puntos de despegue/aterrizaje
- [ ] Modo RTK: más del 80 % de las fotos del dron contienen datos RTK
- [ ] El dron utiliza una única distancia focal
- [ ] Parte aérea: vuelo en cuadrícula, tasa de solapamiento ≥ 85 %
- [ ] Parte aérea: vuele a la altitud segura mínima (≤ 50 m)
- [ ] Capturas de despegue/aterrizaje: ≥ 3-4, distribuidas (una cada 50-100 m para escenas grandes)
- [ ] Capturas de despegue/aterrizaje: transición suave desde la altura de los ojos terrestre → vista cenital aérea, solapamiento ≥ 85 %
- [ ] Puntos de despegue/aterrizaje: 10 m despejados por delante, orientados hacia edificios distintivos
- [ ] Datos de escaneo terrestre completos (mismos requisitos de captura que el map fusion)
- [ ] Todos los datos capturados en momentos cercanos en el tiempo (iluminación coherente)