- Modelo 3D interactivo con drones del estadio LNER de Lincoln City;
- Guía de flujo de trabajo paso a paso para construir el modelo, incluidos los parámetros de captura de datos, como la superposición de vuelos y las trayectorias de vuelo;
- Descubra por qué se recomiendan vuelos nadir y oblicuos para modelos 3D y cómo los vuelos manuales adicionales proporcionan detalles adicionales;
- Ventajas del uso de drones para modelos 3D y cómo estos activos digitales pueden beneficiar a una variedad de industrias.
Este conjunto de datos interactivo del estadio LNER de Lincoln City muestra el beneficio de implementar drones para el modelado 3D.
Los invitamos a hacer clic en este enlace para poder ver el modelo 3D interactivo y que puedas analizarlo desde todos los ángulos posibles.
Los modelos 3D son activos digitales muy detallados que brindan representaciones realistas y precisas de sus contrapartes del mundo real, como lo demuestra la imagen a continuación.
Imagen comparativa que muestra la diferencia entre un modelo 3D creado con drone y una fotografía.
Los modelos 3D georreferenciados se pueden utilizar para planificación, análisis, cálculos y toma de decisiones mejorada, beneficiando a industrias como AEC, seguridad pública, petróleo y gas, y conservación del patrimonio.
Y los drones permiten a los equipos recopilar estos datos de forma rápida, segura y precisa.
Este blog analizará el proceso de construcción de modelos 3D con datos de drones, con un enfoque específico en los flujos de trabajo de fotogrametría, y utilizará el conjunto de datos de Lincoln City como ejemplo.
El modelo 3D del estadio LNER se recopiló con la ayuda del equipo geoespacial interno de heliguy™ durante un curso de topografía con drones con el Lincolnshire Resilience Forum.
Beneficios de utilizar un drone para modelos 3D
El uso de un dron para modelado 3D ofrece varias ventajas sobre los métodos tradicionales de captura de datos.
| Beneficio | Razones |
| Eficiencia y velocidad | Los drones pueden capturar rápidamente grandes áreas desde el aire, lo que reduce significativamente el tiempo necesario para la recopilación de datos en comparación con los métodos tradicionales terrestres. Esta eficiencia es crucial para proyectos que exigen actualizaciones frecuentes y oportunas. |
| Económico | El modelado 3D con drones puede ser más rentable que los métodos tradicionales de topografía o cartografía. Los drones eliminan la necesidad de costosos aviones tripulados o de extensos equipos terrestres. |
| Accesibilidad | Los drones llegan a lugares de difícil acceso o peligroso para los humanos, como terrenos escarpados, sitios de construcción o áreas afectadas por desastres naturales. |
| Imágenes de alta resolución | Las cámaras de alta resolución capturan imágenes detalladas que contribuyen a la creación de modelos 3D precisos y realistas. |
Industrias que pueden beneficiarse de los modelos 3D de drones
Una variedad de industrias pueden beneficiarse de los modelos de fotogrametría 3D con drones.
| Industria | Beneficios |
| Construcción | Un modelo 3D en la industria de la construcción mejora la visualización del proyecto, mejora los cálculos/proyecciones de movimientos de tierras, agiliza la comunicación y mejora la toma de decisiones al proporcionar a las partes interesadas una representación precisa y detallada del proyecto. Esto ayuda a planificar, coordinar e identificar posibles problemas antes de que surjan. |
| Inspección | Un modelo 3D para fines de inspección proporciona una representación digital completa y detallada, lo que permite a los inspectores analizar estructuras de forma remota, identificar defectos y evaluar las condiciones con precisión, mejorando la eficiencia y la seguridad en los procesos de inspección. |
| Petróleo y gas | Un modelo 3D en el sector del petróleo y el gas facilita la visualización precisa de activos, ayudando en la planificación, monitoreo y mantenimiento de la infraestructura, al tiempo que mejora la seguridad al permitir inspecciones y evaluaciones remotas de instalaciones y oleoductos. |
| Seguridad Pública | Se puede utilizar un modelo 3D para seguridad pública para la investigación de la escena del crimen, accidentes de tráfico, recopilación de pruebas y planificación/respuesta a una situación de emergencia. Ayuda a contribuir a respuestas más eficaces y coordinadas. |
| Conservación del patrimonio | Un modelo 3D en conservación del patrimonio proporciona una preservación digital de estructuras y artefactos históricos, lo que permite una documentación, análisis y planificación de la restauración meticulosos y, al mismo tiempo, minimiza las intervenciones físicas, garantizando así la preservación a largo plazo del patrimonio cultural. |
| Agrimensura | Un modelo 3D en agrimensura mejora la precisión y la eficiencia al proporcionar una representación integral y detallada del terreno, los límites y la topografía, lo que permite a los topógrafos tomar decisiones informadas, agilizar la planificación y optimizar los proyectos de desarrollo territorial con precisión. |
Estudio de caso de modelado 3D con drones: mapeo del estadio LNER de Lincoln City
Entonces, ¿cómo construyó el equipo geoespacial interno de heliguy™ el modelo 3D del estadio LNER de Lincoln City?
Modelo 3D del campo de fútbol de Lincoln City.
La siguiente tabla proporciona una descripción general de algunos de los parámetros y detalles de la misión.
| Drone y cámara | DJI M300 RTK y DJI Zenmuse P1 |
| Tipos de vuelo | Manual nadir oblicuo (oblicuo inteligente) |
| Número de Fotos | 1,401 |
| Software de procesamiento de datos | DJI Terra |
| Tiempo de procesamiento | 8 horas (aprox.) |
Drone y cámara
Una cámara de calidad es importante para capturar datos para un modelo 3D sólido, por eso implementamos la cámara de fotogrametría DJI Zenmuse P1, equipada con un sensor de fotograma completo de 45MP.
Esta se integró con el dron DJI M300 RTK . La P1 también es compatible con el DJI M350 RTK.
Rutas de vuelo
Se realizaron tres tipos de vuelos:
- Nadir
- Oblicuo
- Manual
Estos se muestran en la imagen a continuación, que muestra el nadir en la parte superior, el oblicuo en el medio y el manual en la parte inferior.
Mapeo de nadir y oblicuo con drones
El vuelo nadir, fue realizado a 100 m de altitud, y las misiones oblicuas se realizaron con la siguiente superposición:
- Superposición lateral: 70%
- Superposición frontal: 80%
La superposición de intervalos de imágenes en la recopilación de datos de fotogrametría es esencial para mejorar la precisión, mitigar errores, mejorar la coincidencia de características y garantizar la confiabilidad del modelo 3D resultante.
La siguiente tabla describe los beneficios de realizar vuelos nadir y oblicuos para el modelado 3D con drones.
| Método de recopilación de datos | ¿Qué es? | Beneficios |
| Nadir | La cámara o sensor apunta directamente hacia abajo, capturando imágenes o datos perpendiculares a la superficie de la Tierra. | • Minimiza las distorsiones y facilita la creación de mapas precisos y modelos 3D. • Ayuda a mantener una escala consistente en toda la imagen o mapa. Esto es importante para mediciones y comparaciones precisas. • Proporciona una distancia de muestreo del suelo (GSD) uniforme en toda el área que se está investigando. |
| Oblicuo | Capturar imágenes o datos aéreos en ángulo, en lugar de directamente perpendiculares a la superficie de la Tierra. La cámara o el sensor está inclinado en un ángulo relativo a la perspectiva nadir (hacia abajo). | La vista en ángulo captura imágenes de características en el terreno desde múltiples direcciones, proporcionando múltiples perspectivas. Mejora la visualización de estructuras, edificios y paisajes mostrándolos desde diferentes ángulos. Permite la captura de superficies verticales y casi verticales, proporcionando información adicional para aplicaciones como planificación urbana, arquitectura y respuesta a desastres. Múltiples perspectivas ayudan a generar representaciones 3D detalladas y realistas. |
Las imágenes siguientes demuestran las diferentes vistas que proporcionan el nadir y el oblicuo, basándose en la misma ubicación del suelo.
Nadir ofrece esta vista de arriba hacia abajo…
…mientras oblicuo ofrece esta vista en ángulo.
Para el modelado 3D, se recomienda un enfoque híbrido que comprenda ambas prácticas: proporcionar los beneficios de un contexto general desde vistas nadir y al mismo tiempo capturar información detallada desde ángulos oblicuos.
Otra ventaja de implementar la P1 es su capacidad para realizar misiones de mapeo Smart Oblique.
Esto presenta una forma más eficiente de mapeo oblicuo con drones. El gimbal gira automáticamente para tomar fotografías en los diferentes ángulos necesarios. Sólo se tomarán las fotografías esenciales para la reconstrucción en el borde del área de vuelo, lo que aumentará la eficiencia del posprocesamiento.
Imágenes manuales
Se realizaron varios vuelos manuales en Lincoln para recopilar imágenes de mayor resolución para complementar los datos automatizados.
Los vuelos se realizaron lentamente con disparos a intervalos cronometrados cada dos segundos. El gimbal se cambió a diferentes posiciones en todo momento, como se muestra en las dos imágenes a continuación.
La captura manual de imágenes proporciona un mayor control sobre ciertos aspectos del proceso de recopilación de datos y puede dar como resultado la recopilación de imágenes de mayor resolución.
Los datos resultantes hablan por sí solos.
Compare la calidad de esta imagen, donde se realizaron vuelos manuales…
…en comparación con este, donde no se realizaban vuelos manuales.
En esta vista, por ejemplo, la calidad es tan buena que la señalización en la parte trasera se puede leer claramente al hacer zoom sobre el modelo…
…comparado con esta, que está deformada en algunos lugares y carece de detalles.
Y en este ejemplo, las escaleras y los asientos son más completos en el stand donde se capturaron las imágenes manuales…
…comparado con este.
Y observa la calidad de las banderas, donde se implementó la captura manual de datos.
Estos ejemplos muestran el valor de capturar imágenes manualmente para ayudar a construir modelos 3D muy detallados.
Procesamiento de datos
Se tomaron un total de 1.401 fotografías durante los vuelos nadir, oblicuo inteligente y manual.
Estos datos se procesaron a través de DJI Terra y tardaron alrededor de ocho horas en generar el modelo 3D que puedes ver aquí.
Esto se realizó en una computadora con una tarjeta gráfica NVIDIA de gama alta y 32 GB de RAM. Por tanto, los plazos dependen de las especificaciones de cada ordenador.
El modelo se cargó en Esri ArcGIS Pro para producir un vídeo desplegable.
Los mejores drones y cámaras de drones para modelado 3D
Como se mencionó anteriormente, se utilizaron el DJI M300 RTK y P1 para los vuelos en Lincoln.
Esta configuración se utilizó para crear este modelo 3D de un sitio patrimonial en Northumberland, Inglaterra.
Actualmente el drone de vanguardia para este tipo de operaciones corresponde al Matrice 350 RTK.
[product id=”2875″ sku=””]Sin embargo, otras opciones incluyen:
DJI Mavic 3 Enterprise
El DJI Mavic 3 Enterprise es una opción topográfica portátil, que cuenta con un sensor CMOS 4/3 con obturador mecánico y resolución de 20 MP.
Puede producir modelos 3D como este:
Cardán Gremsy
El Gremsy Pixy SM es un cardán de mapeo de precisión de alta gama diseñado para integrar la Sony a7R IV de fotograma completo y sin espejo de 61 MP con el dron DJI M300 RTK. Puede producir modelos 3D de alta calidad, como este a continuación:
Modelo 3D utilizando datos capturados con la Sony a7R IV, integrada con el Gremsy Pixy SM para el dron DJI M300 RTK.
Resumen
Los modelos 3D son un activo digital importante para una variedad de industrias, ya que brindan visualizaciones ricas y realistas.
Los drones permiten capturar estos datos de manera eficiente, segura y precisa, pues son equipos especializados en este tipo de tareas.
Si sigue los métodos de flujo de trabajo establecidos en esta guía, puede asegurarse de que sus modelos sean muy detallados y ricos en datos.
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