Calculos de distancia del muestreo del suelo GSD

Geomática

Fundamentos de Fotogrametría 2021 - II

Allpa Kawsay

Geomatic Lab Kauripaucar, Karina Malpartida, Lesly Osorio, Luis Otrera, Yasuhiro Zea, Astrid

Cálculos de la distancia de muestreo del suelo (GSD)

Cálculos de la distancia de muestreo del suelo (GSD) Geomática

¿Distancia de muestreo del suelo?

Por qué la distancia de la muestra del suelo es importante para la fotogrametría y cómo calcular su GSD (Ground Sample Distance, por sus siglas en inglés).

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Huaripaucar + Malpartida + Osorio + Otrera + Zea

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¿Por qué es importante entender la GSD?

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En la fotogrametría y la topografía aérea, la distancia de la muestra al suelo puede afectar a la precisión del levantamiento.

Los datos recogidos durante el levantamiento se transformarán en medidas y distancias del mundo real. Su GSD ayudará a traducir las distancias en sus imágenes a distancias sobre el terreno.

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¿Qué es la distancia de muestreo del suelo?

Los proyectos con un GSD alto tendrán detalles menos visibles. En casos extremos, su proyecto podría parecer como un videojuego antiguo.

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La distancia de muestreo del suelo (GSD) es la distancia entre el centro de dos píxeles consecutivos medidos en el suelo.

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Ortomosaico con GSD de 30 cm menos detallado.

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Un GSD de 30 cm significa que un píxel en la imagen representa linealmente 30 cm en el suelo (30 * 30 = 900 centímetros cuadrados)

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Ortomosaico con GSD de 5 cm más detallado.

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Un GSD de 5 cm significa que un píxel en la imagen representa linealmente 5 cm en el suelo (5 * 5 = 25 centímetros cuadrados).

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Diferentes alturas de Vuelo 30 metros de altura

60 metros de altura

90 metros de altura

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Diferentes alturas de Vuelo 10 metros de altura

25 metros de altura

50 metros de altura

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Huaripaucar + Malpartida + Osorio + Otrera + Zea

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Diferentes alturas de Vuelo Acercamiento de Imagen

50 metros de altura

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Huaripaucar + Malpartida + Osorio + Otrera + Zea

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Determinación de la Escala de Vuelo Identificación de la escala de trabajo según requerimiento y de acuerdo a la normativa vigente.

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IGN

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Normativas

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Factores que afectan directamente a la Ground Sample Distance La altura de vuelo El sensor y la óptica de la cámara

Condiciones de Vuelo y Recubrimiento Fotográfico

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El tamaño del pixel medio para toda la pasada será de 0,10 m ± 10%.

No habrá más de un 10% de fotogramas en cada pasada con pixel medio del fotograma mayor de 0,11 m.

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¿Qué se considera una «buena» distancia de muestreo del terreno?

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Un valor más bajo de GSD significa una medición más precisa. Su levantamiento no puede ser más preciso que su GSD.

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Comparación entre la distancia de muestreo del suelo baja y alta Baja GSD Mayor precisión Mayor detalle de la imagen Más datos

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Menor precisión Menor detalle de la imagen Altura de vuelo superior (altitud) Menos datos

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Altura de vuelo inferior (altitud)

Alta GSD

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otlA onerreT a ojaB onerreT

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Los cambios significativos en la elevación plantean algunas preocupaciones obvias, como estrellar el dron contra obstáculos, pero también afectan la distancia de muestreo del suelo (GSD) y la superposición.

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ojaB onerreT a otlA onerreT

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Los cambios de elevación también afectan a GSD

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oleuv ed senortap selpitlúM

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A veces, no existe una altitud única que cubra todo su sitio según las especificaciones, y en estos casos, puede ejecutar múltiples patrones a diferentes altitudes como se ve a continuación (tenga en cuenta que se superponen).

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onerret la oreuca ed otneimiugeS

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Equilibrio de GSD y la superposición razonable

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¿Cómo se calcula la GSD?

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La fórmula para calcular la GSD es (altitud de vuelo x altura del sensor) / (distancia focal x altura y/o anchura de la imagen).

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Determinación del GSD Despejando:

H = GSD x R x ( f / Sw )

GSD = ( H / R ) x ( Sw / f )

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H: Altura de vuelo.

Sw: Anchura del sensor.

R: Resolución del sensor (Horizontal). f: Distancia focal.

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Calculando el GSD Vamos a determinar el valor de GSD para una altura de 60 metros y utilizando el Drone Phantom 4.

DATOS:

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De manera convencional el valor del GSD se expresa en centimetros por pixel por lo tanto para una altura de 60 m utilizando el Phantom 4 tenemos un GSD promedio de 2.5461 cm/Pix.

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Calculando el GSD Vamos a determinar el valor de GSD para una altura de 60 metros y utilizando el Drone Phantom 4 PRO.

DATOS:

Huaripaucar + Malpartida + Osorio + Otrera + Zea

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De manera convencional el valor del GSD se expresa en centimetros por pixel por lo tanto para una altura de 60 m utilizando el Phantom 4 PRO tenemos un GSD promedio de 1.64 cm/Pix.

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Características de Sensores de Cámaras Drone - DJI Phantom 4 Sensor Width (SW) - mm Sensor Height - mm Pixel Size - mm Focal Length (f) - mm Focal length (f) - pixel Imagen with Resolución Horizontal - pixel Imagen with Resolución Vertical - pixel

6.31745 4.73811 1.57937 3.72193 2356.59 4000 3000

Sensor Width (SW) - mm Sensor Height - mm Pixel Size - mm Focal Length (f) - mm Focal length (f) - pixel Imagen with Resolución Horizontal - pixel Imagen with Resolución Vertical - pixel

12.8333 8.55554 2.34527 8.65275 3689.45 5472 3648

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Sensor Width (SW) - mm Sensor Height - mm Pixel Size - mm Focal Length (f) - mm Focal length (f) - pixel Imagen with Resolución Horizontal - pixel Imagen with Resolución Vertical - pixel

11.4074 8.55554 2.34527 8.55554 3666.96 4864 3648

Drone - Ebbe Sony DSC - WX220 Sensor Width (SW) - mm Sensor Height - mm Pixel Size - mm Focal Length (f) - mm Focal length (f) - pixel Imagen with Resolución Horizontal - pixel Imagen with Resolución Vertical - pixel

6.16999 4.62749 1.26021 4.5724 3628.28 4896 3672

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Drone - DJI Inspire 2

Drone - DJI Phantom 4 Pro

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Cálculo Automático de la Distancia de Muestreo de Suelo (GSD)

1. Requerimientos: Definir el objetivo del trabajo fotogramétrico Elección del drone Verificación de la normativa peruana Ejemplo: Determinar la altura de vuelo necesaria para realizar el levantamiento fotogramétrico de catastro del área de estudio a escala 1:500 con el drone Mavic Mini.

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Drone Mavic Mini.

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Cálculos de la distancia de muestreo del suelo (GSD) Geomática 2. Cálculo del GSD

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- Página web: https://www.handalselaras.com/calculator/

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- Herramienta aplicativa (MS Excel con macros) para determinar la GSD de un RPA (drone)

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3. Planificación de vuelo en gabinete sobre el área de trabajo, de acuerdo al GSD.

4. Aplicando el porcentaje de recubrimiento fotogramétrico correspondiente.

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5. Vuelo fotogramétrico

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6. Procesamiento de las imágenes obtenidas y elaboración de ortomosaico

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7. Elaboración de la cartografía (mapa - DEM) a la escala solicitada

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Conclusiones

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Comprender la GDS es vital para crear mapas detallados y precisos: ya sea para representaciones visuales de un sitio o para realizar mediciones complejas.

Una GSD más baja proporciona un mayor detalle en sus imágenes, sin embargo, hay compensaciones a tener en cuenta, tales como tiempos de vuelo más largos y evitar con seguridad los obstáculos en el suelo.

El uso de un software de planificación de vuelos ayuda a determinar la combinación adecuada de factores antes de volar.

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Referencias

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Aerial Mapping Ltd (2009). "Preguntas frecuentes: ¿Qué es la distancia de muestra terrestre?".

Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2018. Consultado el 25 de julio de 2009 .

Jon C. Leachtenauer y Ronald G. Driggers (2001).

Sistemas de imágenes de vigilancia y reconocimiento: modelado y predicción del rendimiento. Casa Artech. págs. 30–31. ISBN 9781-58053-132-0.

Ronald G. Driggers (2003). Enciclopedia de Ingeniería Óptica. Prensa CRC. pag. 1392. ISBN 978-0-8247-4251-5.

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SAICARG Cálculos de la distancia de muestreo del suelo (GSD)