Puntos de Control Terrestre

Los puntos de control terrestre son útiles para corregir distorsiones en los datos y referenciarlos en sistemas de coordenadas conocidos.

Un Punto de Control Terrestre (GCP por sus siglas en inglés) es una medición de la posición hecha sobre el terreno, típicamente usando un GPS de alta precisión (Toffanin 2019).

Los puntos de control terrestres se pueden colocar en estructuras existentes como esquinas de pavimento, líneas en un estacionamiento o baldosas de colores contrastantes; de otra manera, se pueden configurar utilizando objetivos colocados en el suelo.

Estos objetivos pueden comprarse o construirse con una amplia variedad de materiales que van desde tapas de cubetas hasta baldosas.

Prácticas recomendadas para la colocación de GCP

Mantén los puntos de control terrestre visibles para todas las ubicaciones de las cámaras. Considere la distancia de muestreo del terreno esperada, la iluminación, vegetación, edificios y todos los obstáculos existentes.

Procura una distribución horizontal uniforme de los GCP dentro del proyecto, cubriendo elevaciones altas y bajas. Un mínimo de 5 GCP funciona para la mayoría de los trabajos y para proyectos más grandes, de 8 a 10 son suficientes. Ubique algunos puntos cerca de las esquinas y otros en el centro, considerando que el espaciado de los GCP debe ser mayor que la huella de la imagen para que no pueda ver más de un GCP en una sola imagen.

Para asegurar que cada GCP se encuentre en al menos 5 imágenes, separa los puntos de 10 a 30 metros del perímetro del proyecto. Esta distancia depende del traslape, por lo que aumentar el traslape debería reducir la distancia requerida desde el perímetro.

Formato del archivo GCP

El formato del archivo GCP es simple.

• La primera línea debe contener el nombre de la proyección usada para las coordenadas geográficas. Esto puede ser especificado con una cadena PROJ (e.g. +proj=utm +zone=10 +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs), un código EPSG (e.g. EPSG:4326) o como un valor WGS84 UTM 1[N|S] (eg. WGS84 UTM 16N)

• Las líneas siguientes son las coordinadas X, Y y Z, los pixeles asociados, el nombre del archivo de imagen y campos extras opcionales, separados por tabulaciones o espacios:

• Avoid setting elevation values to «NaN» to indicate no value. This can cause processing failures. Instead use 0.0

• Similarly decreasing the no. of digits after the decimal place for geo_x and geo_y can also reduce processing failures.

• La 7a columna (opcional) típicamente contiene la etiqueta del GCP.

Formato del archivo GCP:

<projection>
geo_x geo_y geo_z im_x im_y image_name [gcp_name] [extra1] [extra2]
...

Ejemplo:

+proj=utm +zone=10 +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs
544256.7 5320919.9 5 3044 2622 IMG_0525.jpg
544157.7 5320899.2 5 4193 1552 IMG_0585.jpg
544033.4 5320876.0 5 1606 2763 IMG_0690.jpg

Si suministras un archivo GCP llamado gcp_list.txt ODM lo detectara automáticamente. Si el archivo tiene otro nombre, puedes especificar usando --gcp 1. Si tienes un archivo gcp y quieres georreferenciar con exif, puedes especificarlo usando --use-exif. Si tienes medidas GPS de alta precisión en tus imágenes (RTK) y quieres usar esa información junto a tu archivo gcp, puedes especificarlo usando --force-gps.

Este post tiene información sobre posicionar objetivos de control terrestre previo a un vuelo. This post has some information about placing Ground Control Targets before a flight, pero si ya tienes imágenes, puedes encontrar tus propios puntos en las imagenes despues. Es importante que encuentres objetos de alto contraste que se encuentren en al menos 3 fotos, y que encuentres un mínimo de 5 objetos.

Las esquinas definidas son buenas elecciones para GCPs. También debes colocar los GCP de manera uniforme alrededor del área de la medición.

El archivo gcp_list.txt debe ser creado en la carpeta base de tu proyecto.

Para buenos resultados, tu archivo debe tener un mínimo de 15 líneas después del encabezado (5 puntos con 3 imágenes para cada punto).

Interfaces de Usuario

Puedes usar una de las dos interfaces de usuario para crear archivos de GCP:

• POSM GCPi

• GCP Editor Pro <https://github.com/uav4geo/GCPEditorPro>

POSM GCPi

POSM GCPi esta cargado automaticamente en WebODM. Un ejemplo esta disponible en the WebODM Demo. Para usarlo con valores XYZ de control terrestre conocidos, se haría lo siguiente:

Crear una lista GCP, que solo incluya el nombre gcp (esta es la etiqueta que se verá en la interfaz GCP), x, y, y z, con un título con una cadena de caracteres proj4 de sus GCPs (asegurese de que están es un sistema de coordenadas plano, como UTM. Debería verse algo así:

+proj=utm +zone=37 +south +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs
gcp01 529356.250827686 9251137.5643209 8.465
gcp02 530203.125367657 9250140.80991621 15.781
gcp03 530292.136003818 9250745.02372435 11.977
gcp04 530203.125367657 9250140.80991621 15.781
gcp05 530292.136003818 9250745.02372435 11.977

Después se puede cargar la lista GCP en la interfaz, cargar las imágenes y colocar cada uno de los GCPs en la imagen.

GCP Editor Pro

Esta aplicación necesita ser instalada separadamente o puede ser cargada como un plugin WebODM desde https://github.com/uav4geo/GCPEditorPro

Crear un archivo csv que incluya el nombre gcp, el norte, el este y la elevación.

GCP Label,Northing,Easting,Elevation
gcp01,529356.250827686,9251137.5643209,8.465
gcp02,530203.125367657,9250140.80991621,15.781
...

Luego importar el archivo CSV desde la pantalla principal y escribir +proj=utm +zone=37 +south +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs en el cuadro EPSG/PROJ .

La siguiente pantalla va a mostrar un mapa desde donde se puede seleccionar los GCPs a etiquetar e importar las respectivas imágenes.

Referencias

Toffanin, Piero. Open Drone Map: The Missing Guide. MasseranoLabs LLC, 2019.

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