Què és la fotogrametria
La fotogrametria és la tècnica que mesura la forma, la mida i la posició dels objectes a partir de fotografies. Quan un mateix punt apareix en dues o més fotos fetes des de posicions diferents, la seva posició a l’espai es calcula per triangulació. Amb centenars o milers de fotos superposades, fetes des d’un dron, un avió o a peu, s’obtenen ortofotos, núvols de punts, models digitals del terreny i models 3D a escala real.
L’ASPRS (la societat nord-americana de fotogrametria i teledetecció) la defineix com l’art, la ciència i la tecnologia d’obtenir informació fiable sobre objectes físics i l’entorn enregistrant, mesurant i interpretant imatges fotogràfiques. Dit de manera més pràctica: la foto deixa de ser només una imatge i passa a ser una mesura.
A diferència del LiDAR, la fotogrametria és una tècnica passiva: no emet res, aprofita la llum que ja hi ha. Això la fa lleugera i molt eficient en superfícies despullades, i també n’explica els límits, que veurem més avall.
Com funciona la fotogrametria
Punts homòlegs i triangulació
El principi és el mateix de la visió amb dos ulls. Un punt homòleg és un mateix detall del terreny (la cantonada d’una llosa, una pedra, una marca de pintura) identificat en diverses fotos. Si se sap des d’on i amb quina orientació es va fer cada foto, es pot traçar el raig que va de cada càmera a aquest detall, i el punt on es tallen els raigs és la seva posició a l’espai. Com més fotos el veuen, i des d’angles més diferents, millor queda situat.
Structure from Motion
La fotogrametria clàssica necessitava conèixer per endavant la posició de cada foto i marcar els punts a mà. L’actual fa servir Structure from Motion (SfM): el programari detecta automàticament milers de punts característics a cada imatge, els aparella entre fotos i resol alhora la posició de les càmeres, el seu calibratge i les coordenades dels punts. L’article de Westoby i altres a Geomorphology (2012) descriu com aquest enfocament va convertir la fotogrametria en una eina de baix cost per aixecar el terreny.
Per què importa la superposició
Perquè hi hagi punts homòlegs, cada part del terreny ha de sortir en diverses fotos. Per això un vol fotogramètric es planifica amb una superposició alta: longitudinal entre fotos consecutives de la mateixa passada i transversal entre passades veïnes. Com a referència, Pix4D recomana en general com a mínim un 75 % longitudinal i un 60 % transversal, i un 85 % i un 70 % en boscos i vegetació densa, on les capçades canvien molt d’una foto a l’altra.
De la forma relativa a la real: escala i georeferència
Només amb fotos, el model té la forma correcta però no sap quant mesura ni on és. L’escala i les coordenades arriben de dues fonts, que se solen combinar: punts de suport a terra (dianes mesurades amb GNSS RTK) i la posició de cada foto registrada per un dron amb RTK o PPK (correcció GNSS en temps real o en postprocés). Uns punts a part, els punts de verificació, no entren en el càlcul i serveixen per comprovar la precisió final.
Tipus de fotogrametria
Fotogrametria aèria amb dron
És la més estesa avui en topografia i obra. El dron vola un pla automàtic a poques desenes de metres, amb una mida de píxel de pocs centímetres, i cobreix en un dia el que a peu costaria setmanes: en els nostres projectes, fins a 400 ha en un dia. Admet fotos verticals (nadirals) per a ortofoto i MDT i fotos obliqües per a façanes, talussos i models 3D. És el nostre servei de fotogrametria amb dron.
Fotogrametria aèria amb avió
Càmeres mètriques de gran format a centenars o milers de metres d’altura, per cartografiar regions o països. És la base de les ortofotos oficials: a Espanya, el PNOA de l’IGN produeix ortofotos amb un píxel de 25 cm o de 15 cm segons la zona. Serveixen com a cartografia de context, no per mesurar una parcel·la al centímetre.
Fotogrametria terrestre o de curt abast
La càmera va a la mà, en una perxa o en un trípode, a prop de l’objecte. Es fa servir per a façanes, escultures, peces, excavacions arqueològiques o elements de patrimoni, i a escala de laboratori per a peces industrials. En interiors i en instal·lacions complexes sol rendir més l’escaneig làser, que no depèn de la llum ni de la textura.
El vol fotogramètric pas a pas
1. Pla de vol
Tot comença per decidir què cal mesurar i amb quin detall. D’aquí surt el GSD (Ground Sample Distance, la mida de terreny que representa cada píxel) i, del GSD, l’altura de vol: amb la mateixa càmera, volar al doble d’altura duplica la mida del píxel. Es fixen les superposicions, la direcció de les passades, si calen fotos obliqües i l’hora, per evitar ombres dures. En la mateixa fase es revisa l’espai aeri i es tramiten les autoritzacions de la zona.
2. Suport a terra
Es col·loquen i es mesuren amb GNSS RTK els punts de suport (GCP) i els de verificació, repartits per tota la zona i no només al centre. Amb un dron RTK/PPK en calen menys, però no convé prescindir dels de verificació: són l’única prova independent de la precisió.
3. Captura
El dron executa el pla de manera automàtica, amb la velocitat i el tret calculats per mantenir la superposició. Es comproven les fotos al camp abans de recollir: una zona sense superposició o amb fotos mogudes no s’arregla a l’oficina.
4. Processament
- Alineació: l’SfM aparella les fotos i calcula la posició de cada càmera.
- Ajust amb els punts de suport: el bloc s’escala i es georeferencia.
- Núvol dens: es calculen milions de punts amb color.
- Malla i textura: el model 3D continu, amb la foto projectada a sobre.
- MDS i MDT: el model de superfície (amb edificis i vegetació) i el del terreny nu.
- Ortofoto: el mosaic corregit de perspectiva, sobre el qual es mesura com en un plànol.
5. Control de qualitat i lliurament
Es comparen les coordenades del model amb les dels punts de verificació i es documenta l’error a l’informe. Després es lliuren els productes en formats oberts.
Què s’obté de la fotogrametria
- Ortofoto en GeoTIFF: una imatge sense deformacions de perspectiva, amb escala uniforme i coordenades.
- MDS i MDT: models d’elevació de la superfície i del terreny, en GeoTIFF o en formats de malla.
- Corbes de nivell i perfils derivats del MDT, en DXF o DWG.
- Núvol de punts dens amb color, en LAS/LAZ o E57 (en els nostres vols, prop de 9,7 milions de punts per hectàrea). Ho expliquem a què és un núvol de punts.
- Malla o model 3D texturitzat (OBJ, FBX, 3D Tiles) d’edificis, pedreres o jaciments.
- Mesures: volums d’aplecs i moviments de terres, superfícies, distàncies.
Per revisar-ho i compartir-ho sense instal·lar res ni moure GB, VisionHub obre l’ortofoto, el núvol i el model 3D al navegador.
Precisió: què cal esperar
Aquestes són les xifres amb què treballem en fotogrametria amb dron. La precisió de cada projecte depèn del GSD, de la geometria del vol i del suport a terra:
- Sense RTK ni suport a terra: la georeferència depèn del GPS del dron; serveix per a inspecció visual, no per mesurar en coordenades.
- Precisió de referència dels nostres vols: de l’ordre de 5 cm.
- Recolzant el vol en punts de control GCP mesurats amb GNSS RTK: 2-3 cm.
- Ortofoto: en els nostres vols, de 3,2 cm per píxel.
No confonguis resolució (la mida del píxel o la densitat del núvol) amb precisió (quant s’acosta cada coordenada a la real). Una ortofoto de píxel molt fi però mal recolzada pot estar desplaçada molt més d’un píxel. La xifra que importa és la dels punts de verificació: demana sempre l’informe.
Fotogrametria davant LiDAR
Totes dues produeixen núvols de punts i models del terreny, però per camins diferents. El LiDAR mesura distàncies amb el seu propi làser; la fotogrametria les calcula a partir de fotos. Ho expliquem des de l’altre costat a què és el LiDAR.
| Fotogrametria | LiDAR amb dron | |
|---|---|---|
| Com mesura | Geometria calculada a partir de fotos superposades | Distància amb làser propi |
| Terreny sota la vegetació | No: només veu la capçada | Sí, amb retorns múltiples |
| Superfícies llises o sense textura | Malament: hi falten punts homòlegs | Bé (aigua a part) |
| Llum | Necessita bona llum | Independent |
| Color i ortofoto | Excel·lent | Si s’hi afegeix càmera |
| Precisió amb suport | 2-3 cm amb GCP | 2-3 cm amb RTK o punts de control |
| Millor per a | Ortofoto, pedreres i obres despullades, cobertes, façanes | Terreny amb arbrat, línies elèctriques, obra lineal |
La pregunta útil no és quina és millor, sinó què hi ha a la zona. Si hi ha arbrat i cal el terreny, dron LiDAR; si la zona és despullada i es vol ortofoto, fotogrametria. Molts projectes volen totes dues.
Fotogrametria davant Gaussian Splatting
El Gaussian Splatting també parteix de fotos i sovint es confon amb la fotogrametria. Presentat per Kerbl i altres el 2023, representa l’escena amb milions de gaussianes optimitzades per reproduir com es veu des de qualsevol punt de vista, amb reflexos i transparències que una malla fotogramètrica no capta. Però no està pensat per mesurar. La fotogrametria dona la cota; el splatting, l’experiència visual. Es combinen bé.
Per a què serveix la fotogrametria
- Topografia: MDT, corbes de nivell i cartografia de parcel·les i finques. Ho ampliem a què és un aixecament topogràfic.
- Obra civil i edificació: seguiment d’obra, moviments de terres, cubicacions, as-built d’urbanització.
- Mineria i pedreres: volums d’aplecs i fronts, control d’explotació.
- Patrimoni i arqueologia: façanes, jaciments i elements singulars amb textura real.
- Cadastre i urbanisme: ortofotos actualitzades, superfícies construïdes, delimitacions.
- Inspecció: cobertes, naus i façanes de difícil accés sense mitjans d’elevació.
- Agricultura i medi ambient: ortofotos i models de superfície de conreus, lleres i costes.
Programari i equips de fotogrametria
Els equips de fotogrametria són tres peces: una càmera de qualitat coneguda (integrada al dron, de gran format a l’avió o rèflex a terra), un sistema de posicionament GNSS (RTK/PPK al dron, un receptor per als punts de suport) i un programari de processament.
En programari, els més estesos al sector són Agisoft Metashape, Pix4D, RealityScan (abans RealityCapture, reanomenat per Epic Games el 2025) i DJI Terra, i entre els de codi obert, OpenDroneMap. Tots apliquen el mateix principi; les diferències són en el control de l’ajust, la velocitat i els informes de qualitat. Amb franquesa: el programa importa menys que el pla de vol i el suport a terra. Cap programari no salva un vol amb poca superposició o sense punts de verificació.
Taula resum
| Tipus | Plataforma | Resolució o precisió orientativa | Millor per a |
|---|---|---|---|
| Aèria amb avió | Avió amb càmera mètrica | Ortofoto de 25 o 15 cm/píxel (PNOA) | Cartografia de context, territori |
| Aèria amb dron | Dron amb RTK/PPK i GCP | ~5 cm; 2-3 cm amb GCP | Topografia, obra, pedreres, ortofoto |
| Dron amb obliqües | Dron, càmera inclinada | Centimètrica | Façanes, talussos, models 3D d’edificis |
| Terrestre / curt abast | Càmera a la mà, en perxa o en trípode | Segons la distància i la càmera | Patrimoni, peces, excavacions |
Com encarregar un treball de fotogrametria
A LAURIA ESCÁNER fem el treball complet: planifiquem el vol, mesurem el suport amb GNSS RTK, volem, processem i lliurem l’ortofoto, el MDT, el núvol i el model 3D en formats oberts, amb l’informe de precisió. Som operador de drons registrat a l’AESA; el registre és vàlid a tots els estats de l’EASA, i fora d’Espanya tramitem les autoritzacions amb l’autoritat aèria de cada país. Tenim seu a Madrid i treballem a tot Europa.
Explica’ns quina zona cal mesurar, per a què i amb quina precisió: et direm si n’hi ha prou amb fotogrametria, si convé LiDAR o si el millor és combinar-los. Tota la informació, al nostre servei de fotogrametria amb dron.