Practica n7 plan de toma de fotografias terrestres pix 4 d

Deynna Morales estudiante de la carrera de ITG, Todos los derechos reservados ® 2020-2021
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE Código: CIGMA.05.02
Ingeniería Geográfica y del Medio Ambiente Versión: V1.0
Manual de prácticas de Fotogrametría
Generación de Ortofotos aéreas y terrestres con
software Pix4D
Fecha 19/03/2021
Revisión 26/03/2021
Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE
Departamento de Ciencias de la Tierra y Construcción DCTC
Ingeniería en Tecnologías Geoespaciales
Fundamentos de Fotogrametría
Práctica No.7
Generación de Ortofotos aéreas y terrestres con software Pix4D
Autora: Deynna Nathaly Morales Lastra
Docente: Ing. Pablo Pérez S. MAG
Fecha de Entrega: 26/03/2021
2020-2021

Generación de Ortofotos aéreas y terrestres
con software Pix4D
Fecha 19/03/2021
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ÍNDICE GENERAL
1. Introducción.........................................................................................................................3
2. Objetivos..............................................................................................................................4
Objetivo general: ......................................................................................................................................... 4
Objetivos específicos: .................................................................................................................................. 4
3. Definiciones .........................................................................................................................4
4. Materiales y Equipos............................................................................................................5
5. Actividades ..........................................................................................................................6
6. Metodología ........................................................................................................................7
7. Cuadro Comparativo..........................................................................................................23
8. Discusión............................................................................................................................24
9. Conclusiones......................................................................................................................24
10. Recomendaciones..............................................................................................................24
11. Bibliografía.........................................................................................................................25
Datos Generales: Elaborado por: Revisado por: Calificación
NRC: 3822
Fecha Entrega:
26/03/2021
Estudiante de la
carrera de
Ingeniería en
Tecnologías
Geoespaciales
Docente-
Investigador del
DCTC
Deynna Morales Ing. Pablo Pérez

con software Pix4D
Fecha 19/03/2021
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Práctica No. 7
Generación de Ortofotos aéreas y terrestres con Pix4D
1. Introducción
En la actualidad es muy frecuente, que los levantamientos topográficos se realicen con el empleo de
Aeronaves no Tripuladas o DRONES, los que han revolucionado los conceptos de la técnica, tiempo y costo
de los proyectos topográficos. De igual manera, los trabajos de generación de cartografía básica de gran
escala como 1:1.000 o 1:5.000, son levantados actualmente con esta técnica; en especial si la
documentación está dirigida a cumplir trabajos de actualización catastral urbana y rural, así como para la
ejecución de proyectos especiales.
Al igual que otras ciencias, la fotogrametría se ha beneficiado significativamente con los desarrollos y
adelantos en el diseño de software y aplicaciones de alto rendimiento. La automatización de los procesos
fotogramétricos, y la alta competitividad de empresas desarrolladoras de software, que quieren ubicar sus
productos y/o servicios, ha permitido que en los actuales momentos, se pueda disponer y acceder a una
gran variedad de software de procesamiento de fotografías aéreas (métricas y no métricas) y terrestres para
la generación de Ortofotos y modelos 3D del terreno.
El macroproceso fotogramétrico para la “Generación de la Cartografía Básica” con fines catastrales, se
encuentra explicado en la siguiente figura:
El macro proceso se encuentra compuesto por cuatro procesossecuenciales, cuyo cumplimiento asegura la
obtención de información geoespacial de calidad necesaria para las diferentes aplicaciones y usos.

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En el proceso de “toma de datos” es posible emplear diferente tipo de sensores fotográficos, ya sea
cámaras fotogramétricas tradicionales, cámaras fotogramétricas digitales de gran formato, o como en los
actuales momentos, mediante el empleo de cámaras fotográficas de pequeño formato montadas en
vehículosaéreosno tripuladosomásconocidoscomoRPAS/DRONES.
Para el proceso de “procesamiento de datos”, requerimos de software especializado, ya sea para el
procesamiento de la información GPS, como para el procesamiento de fotogramétrico de las fotografías
aéreas. En ambos casos se considera determinante la calidad de los datos obtenidos, así como el
cumplimiento de las normas y especificaciones técnicas.
En el proceso de “generación de los productos” fotogramétricos, es fundamental definir los usos que se le
desea dar a la geoinformación, para determinar el producto y las condiciones de detalle específico. En
nuestro caso particular, nos centramos en la generación de Ortofotos como insumopara la generación de la
cartografía básica con fines como: catastro multifinalitario, planificación urbano y rural, monitoreo de obras
civiles, evaluación de zonas de riesgo, entre otra.
En el proceso de “explotación” de la información geoespacial, la ortofoto generada es el principal insumo
para realizar el análisis espacial de los elementos catastrales a ser representados en el Sistema de
Información Geográfico Catastral SIGCAL.
Como ya quedo dicho en documentos de trabajo, la calidad métrica de losproductos cartográficos está en
función directa del tipo de aeronave, del tamaño del sensor fotográfico, de la resolución espacial, de la
distribuciónde los puntos de control terrestre, y del tipo de software empleado para elprocesamiento de la
información.
2.Objetivos
Objetivo general:
Emplear las últimas versiones de software fotogramétrico, para la generar productos como nubes de
puntos, modelos de superficie y ortofotos; de fotografías aéreas tomadas con UAVs y cámaras terrestres.
Objetivos específicos:
 Familiarizarse con el empleo del software fotogramétrico de al menos tres fabricantes de mayor
renombre como son: PIX4D, AGISOFT PHOTOSCAN, 3D ZEPHYR
 Emplear el software fotogramétrico para procesarfotogramétricamente fotografías aéreas y
terrestres.
 Comparar el diferente software desde el punto de vista de: tiempo de procesamiento, resolución
espacial, precisión posicional, calidad gráfica, entre otros indicadores.
3. Definiciones

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GSD: Las siglas en inglés de “ground sample distance”. Es la distancia en el suelo que separa los centros de
dos píxeles adyacentes de una fotografía aérea tomada con disposición nadir. Da información sobre la
resolución de una ortofotografía. A mayor valor del tamaño de pixel en el terreno (GSD) de la imagen,
menor es la resolución espacial de la imagen y menos visibles son los detalles. El tamaño de pixel en el
terreno se relaciona con la altura del vuelo: a mayor altitud del vuelo, mayor es el valor del GSD (PIX4D,
2020).
GCP: Un Ground Control Point es un punto característico cuyas coordenadas se conocen. Sus coordenadas
se han medido con métodos topográficos tradicionales o se han obtenido de otras fuentes (LiDAR, mapas
más antiguos de la zona, Web Map Service). Los GCP se utilizan para georreferenciar un proyecto y reducir
el ruido (PIX4D, 2020).
Dron: Algunos reciben el nombre de cuadricópteros, sexacópteros u octacópteros, dependiendo de si tiene
4, 6 u 8 hélices. Por tanto, podemos definir un dron como un vehículo que se controla por control remoto,
que para elevarse utiliza la fuerza de giro de sus motores unidos a las hélices. El funcionamiento de un dron
es básicamente el mismo que el de un avión o un helicóptero. Se ponen en marcha los motores y las aletas
se mueven para posibilitar el vuelo. Después, con los mandos de control se va dirigiendo el vuelo, que
dependerá en gran medida de los conocimientos y la pericia del piloto (VIU, 2018).
UAV: Es un vehículo volador no tripulado, la denominación proviene de sus siglas en inglés: unmanned
aerial vehicle, saliendo de la temática militar más estricta, suelen conocerse como drones. ¿Qué diferencia
hay, entonces, entre un UAV y un dron? Pues básicamente ambos se refieren al mismo tipo de aparatos,
simplemente UAV es una terminología más obsoleta a día de hoy, dron se ha impuesto debido a ser más
coloquial y genérico (JUGUETECNIC, 2019).
MDT: Un Modelo Digital del Terreno (DTM) puede describirse como una representación tridimensional de
una superficie del terreno consistente en coordenadas X, Y, Z almacenadas en forma digital. Incluye no sólo
alturas y elevaciones, sino también otros elementos geográficos y característicos naturales como ríos,
líneas de crestas, etc. Un DTM es efectivamente un DEM que se ha incrementado con elementos tales
como líneas de ruptura y observaciones que no son los datos originales para corregir los artefactos
producidos utilizando sólo los datos originales (Franz, 2018).
MDS: El Modelo Digital de Superficie (DSM) representa las elevaciones sobre el nivel del mar de las
superficies reflectantes de árboles, edificios y otras características elevadas sobre la “Tierra desnuda”. En
un sistema LiDAR (Light Detection and Ranging), los pulsos de luz viajan al suelo. Cuando el pulso de luz
rebota de su objetivo y regresa al sensor, da el rango (una distancia variable) a la Tierra. Por lo tanto, este
sistema se ganó su nombre de LIDAR. Un DSM captura y muestra las características naturales y construidas
en la superficie de la Tierra (Franz, 2018).
4.Materiales y Equipos
 Fotografías aéreas tomadas con UAVs (Fotografías dadas por Ingeniero de la Biblioteca ESPE).

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 Software fotogramétrico descargado del internet (PIX 4D).
 Hardware para edición de las imágenes.
5. Actividades
Actividad 15.1.
Generación de los Modelos 3D y la Ortofoto aérea de la zona de estudio con PIX4D:
La presente actividad, busca su familiarización con la aplicación y la generación de los productos
fotogramétricos aéreos como son: Nubes de puntos baja, nubes de puntos densos, mallas, texturas y la
Ortofoto de la zona de estudio (biblioteca de la ESPE). Para lo cual, se debe:
o Registrar como usuario en la web de PIX4D
o Descargar e instalar el software en su computadora,
o Descargar las fotografías aéreas del Campus ESPE de la dirección del DRIVE
proporcionada,
o Activar PIX4D y crear el proyecto fotogramétrico,
o Indicar el lugar en el que va a guardar el archivo del proyecto,
o Cargar las fotografías aéreas,
o Escoger el sistema de referencia local o geodésico, y el tipo de proceso
fotogramétrico,
o Iniciar el procesamiento,
o Leer el reporte,
o Desplegar la nube de puntos, las fotografías, los haces perspectivos, la nube densa de
puntos, la malla,
o Familiarizarse con el uso del mouse y sus movimientos.
De todas las actividades antes realizadas, capturar las pantallas que serán las evidencias de la práctica y que
se integran al informe de la tarea.
Actividad 15.2
Generación de los modelos 3D y las Ortofotos con 3D Zephyr:
Ejecutar los pasos conocidos para obtener el modelo 3D y el ortomosaico de la zona de estudio.
Actividad 15.3
Cuadro comparativo:
Con la experiencia obtenida en el empleo del software fotogramétrico, realizar un cuadro comparativo de
al menos 10 elementos de comparación,

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Actividad 15.4
Informe de la Tarea 15:
Los productos de las actividades antes indicadas, forman parte integral del INFORME DE PRÁCTICA que
debe ser presentado como evidencia de los temas tratados en la presente unidad; manteniendo la
estructura y contenido conocido y definido en la rúbrica.
6.Metodología
1. Para utilizar la aplicación PIX4Dmapper primero es necesario crear una cuenta personal en el sitio
web https://pix4d.com.
2. Descargar e Instalar la aplicación PIX4D en el computador

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3. Descargar las fotografías aéreas del Campus ESPE de la dirección del DRIVE proporcionada.
4. Creación de un nuevo proyecto dando clic en New Project, se despliega una ventana en donde se
escribe el nombre del proyecto y la ubicación del mismo, paso seguido dar clic en Next.

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5. Se añade las fotos en Add Images, una vez cargadas las imágenes se da clic en Next.
6. Se verifica el sistema de coordenadas, la localización de las imágenes y el modelo de la cámara.

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7. Se confirma las unidades y el software muestra nuevamente el sistema de coordenadas elegido o
auto detectado.
8. Selección del tipo de proyecto.
En la siguiente ventana se muestra las opciones que va a realizar el software, las cuales son:

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 3D Models: Genera un modelo en 3D a partir de un conjunto de imágenes superpuestas, estas
pueden ser capturadas desde el suelo o imágenes aéreas oblicuas con un alto grado de
superposición.
 Ag Modified Camera: Genera mapa de reflectancia, un mapa índice, un mapa de clasificación y
aplicación de mapas para agricultura de precisión, es compatible con cámaras RGB, y sus imágenes
debes ser aéreas.
 Ag RGB: Es un método exacto de geometría u ortomosaico de precisión para agricultura de
precisión.
 3D Maps - Rapid/ Low Res: Es un procesamiento más rápido de la plantilla de mapas en 3D, pero
sus resultados tendrán menor precisión y salidas con menor resolución.
 3D Models - Rapid/ Low Res: Es un procesamiento más rápido para modelos en 3D, pero sus
resultados tendrán menor precisión y salidas con menor resolución.
 Ag Modified Camera – Rapid/Low Res: Genera de manera más rápida, pero con resultados de baja
resolución.
 Ag RGB- Rapid/Low Res: Genera de manera más rápida, pero con resultados de baja resolución.
 Thermal Camera: Genera un mapa de reflectancia térmico. Para nuestro caso escogemos 3D Model
y se da clic en Finish.
9. Una vez que se genera un proyecto nuevo siguiendo los pasos que se presentaron anteriormente
se inicializa el proceso para lo cual se da clic en Start.

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10. Visualización de resultados.
Al concluir los tres pasos, se puede visualizar en el Map Viewer los puntos de todas las imágenes y su
plantilla se podrá cambiar a mapa o imagen satelital, a su vez al finalizar el proceso el software genera un
Quality Report con información relevante del proceso y una vista previa.

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11. Se muestra la nube puntos generaba a base de las fotografías tomadas
12. Generamos la malla de modelo 3D

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13. Se genera la malla con textura

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14. Desactivamos Layer de ponits clouds y tie ponits para la visualización del modelo 3D

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3D ZEPHYR
Subimos las 64 fotografías que nos facilitó el Ingeniero del drive, al procesar todas las fotografías
me salía distorsionada la figuro por lo tanto solo se subieron las 36 primeras fotografías.

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Ejecutamos las Fotografías subidas
El programa nos verifica el numero de fotografías que se ejecutaran

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Se sube la nube de puntos dispersa a base de las fotografías subidas
Se genera la malla de puntos densa

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Se genera la malla con textura
Borramos lo que esta demás

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Obtenemos nuestro modelo 3D

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7.Cuadro Comparativo
LLUVIA DE IDEAS
3D Zephyr PIX4D
SEMEJANZAS
 Se los puede descargar libremente del internet.
 Cuenta con prueba gratuita de 15 días.
 Ambos generan modelos en 3D, a partir de fotografías.
 Permite la generación de Ortofotos.
 Permite generar un video animador por medio de las fotografías adquiridas.
 Permite la generación de nube de puntos, dispersa, densa y una malla con textura y las permite
observar por separada activando sus casillas.
DIFERENCIAS
 El procesamiento de la información no es tan
detallado, ya que solo solicita calibración de
cámara.
 Limitado numero de fotografías, hasta 50
fotografías como máximo.
 El procesamiento con una resolución por
defecto, con un computador en condiciones
óptimas tarda aproximadamente 60 minutos.
 Los cambios que se le realicen al modelo se
guardan en capas diferentes, lo que permite
tener variedad de productos, como nubes de
puntos dispersa, densa y mallas con o sin
textura.
 La calidad de los productos y tiempo de
procesamiento depende mucho de la
arquitectura del computador.
 El procesamiento de las fotografías no es
muy detallado.
 No se pueden apagar las cámaras, lo que
 El procesamiento de la información es
más detallado, ya que solicita que se
indique el sistema de referencia del
modelo, unidades de medida, tipo de
cámara, propiedades de la imagen,
entre otros elementos.
 Ilimitado número de fotografías.
 El procesamiento con una resolución
por defecto, con un computador en
condiciones óptimas tarda
aproximadamente 40 minutos.
 Cuenta con sus propias imágenes
satelitales.
 Estructura en layers para facilitar la
elección de lo que se desea trabajar ya
sea nubes de puntos o mallas
triangulares.
 Ofrece la posibilidad de apagar las

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obstruye un poco la visualización del modelo
generado.
 Los archivos generados tienen un peso
mayor.
cámaras para poder centrar la
atención en el modelo y apreciar
mejor sus características.
 Los productos obtenidos tienen un
peso menor.
 Genera un archivo de control con las
características del proyecto.
8.Discusión
El software Pix4D Mapper es una herramienta muy útil para realizar modelos 3D que faciliten el
conocimiento de los detalles de la zona de estudio, en este caso fue seleccionada un área de Portoviejo
donde se puede apreciar la realidad de la ciudad aproximadamente un año después del terremoto, además
uno de los detalles que mas resalta es la iglesia con sus increíbles colores y estilo de construcción
9.Conclusiones
 A mayor número de fotografías mayor tiempo será el que se emplee para el procesamiento.
 La existencia de elementos con animación en la librería permite crear modelos más interactivos.
 De acuerdo a la calidad del modelo, el plan de vuelo estuvo bien elaborado y tenía las líneas de
vuelo suficientes para conservar los detalles de interés de la zona seleccionada.
 PIX4D es un paquete de software bastante completo, el hecho de que su versión gratuita de prueba
no tenga límite de fotografías es una gran ventaja.
 3D ZEPHYR es muy bueno en nivel de detalle, pero puede fusionar texturas si no se tiene número
de fotografías suficientes.
10.Recomendaciones
o Es mejor recortar las zonas que no corresponden al área de estudio debido a que algunas solo
perjudican a la calidad del producto
o Para que el producto se visualice mejor es recomendable añadirle unamalla con textura.
o Se debe conocer las características que posee la cámara con la que se está trabajando pues éste
determinará la calidad de los productos generados.

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11. Bibliografía
 Franz. (2018). ArcGeek. Obtenido de Diferencias entre un DSM, DEM & DTM:
https://acolita.com/diferencias-dsm-dem-dtm/
 JUGUETECNIC. (2019). JUGUETECNIC. Obtenido de QUÉ ES UN UAV:
https://juguetecnic.com/blog/86_que-es-uav.html
 PIX4D. (2020). PIX4D Documentación. Obtenido de Distancia de muestreo de tierra (GSD):
https://support.pix4d.com/hc/en- us/articles/202559809-Ground-sampling-distance-GSD
 VIU. (2018). Universidad Internacional de Valencia. Obtenido de ¿Quées un dron y cómo funciona?:
https://www.universidadviu.com/que- es-un-dron-y-como-funciona/
 Pérez, M. (2020). Blog del Fotógrafo. Obtenido de: https//www.blogdelfotografo.com
 León, N. (2011). dzoom. Obtenido de: https//www.dzoom.org.es

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