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New instruments and software are producing radical changes in the way in which archaeologists can gather information and create a site record. Photogrammetries are part of these new techniques that provide very accurate records. That is why these tools were applied during recent excavations carried out in the Neolithic tomb of Campa San Juan (Salas, Asturias). This archaeological site was dug for the first time last summer as part of a research project funded by the Valdés-Salas foundation. All the data recovered will allow us to develop several research lines which will enable a deeper understanding of the prehistoric structure. Regarding photogrammetries, a group of photos were taken during excavations with the goal of developing 3D models with Agisoft Photosocan software. As a consequence, eleven models were created along this year. These models constitute a parallel record of the excavation, providing very precise shortcuts to data. In this way, sections, measures and other information that have always disappeared after diggings, remain available.

Descripción del proceso de modelado de objeto 3D mediante escaneado láser y fotogrametría.

Tesis con mención internacional. Tesis doctoral por el sistema de compendio de publicaciones, Los sistemas de toma masiva de datos, basados tanto en imágenes como en tecnología LiDAR (del inglés, Light Detection and Ranging) recogen información sobre el terreno que, en la mayor parte de los casos, es susceptible de ser interpretada visualmente. Sin embargo, esta inspección visual tiene unos requerimientos de tiempo y recursos que hacen que a menudo no resulte rentable el uso de esta tecnología. Por esta razón existe una clara tendencia a la automatización de la interpretación e identificación de elementos, que se concreta en la creación de algoritmos que realicen estos procesos a partir de imágenes y nubes de puntos. La elaboración de estos algoritmos consiste básicamente en (i) la formulación de abstracciones rigurosas de los elementos buscados (es decir: características y atributos que permiten su diferenciación del resto), y (ii) la parte computacional, que consiste en la transformación de las abstracciones en instrucciones que pueden ser ejecutadas por un ordenador. Entre los sistemas de toma masiva de datos, cabe destacar el auge en los últimos años de los escáneres láser terrestres, y en especial de los escáneres láser móviles. Estos sistemas recogen cientos de miles de puntos por segundo sobre los objetos situados en el entorno por el que circulan, resolviendo alguna de las limitaciones de los escáneres láser terrestres estáticos y los LiDAR aéreos. Habitualmente, los escáneres láser móviles proporcionan nubes de puntos con precisiones centimétricas, con una densidad y distribución de puntos muy variable (en función de las distancias y los ángulos de incidencia), y que sufren los efectos de los ocultamientos propios de la perspectiva desde un punto móvil y, en general, cercano a la superficie/suelo. En esta tesis se desarrollan dos estructuras de datos que mitigan los efectos de la gran cantidad de puntos registrados y de la heterogeneidad de su distribución: (i) voxelización, y (ii) nubes de líneas. Estas dos estructuras permiten la creación de versiones reducidas y homogeneizadas de la nube de puntos, y presentan la cualidad de ser reversibles. Es decir, si se transforma la nube de puntos en cualquiera de estas dos estructuras, se genera una versión simplificada sobre la que se aplican los algoritmos de detección automática. Posteriormente, se etiquetan las estructuras simplificadas (vóxeles y/o líneas) y se deshace la transformación para recuperar los puntos de la nube original, que heredan las propiedades o etiquetas asignadas a las estructuras simplificadas. En base a las dos estructuras de simplificación y homogeneización propuestas, se desarrollan tres algoritmos de detección automática de elementos: (i) un algoritmo de detección automática de postes y los elementos situados sobre ellos (como señales, semáforos o farolas), (ii) un algoritmo de detección automática de superficies verticales (como fachadas, muros o paneles), y (iii) un algoritmo para la determinación automática del límite de la superficie asfaltada en calles y carreteras. Se concretan y especifican para cada uno de los algoritmos (i) las abstracciones utilizadas, (ii) el desarrollo computacional, y (iii) los resultados obtenidos sobre una serie de nubes de puntos de prueba. En las pruebas de validación, el algoritmo de detección de postes es capaz de detectar más de un 92% de los objetivos, siendo realmente postes el 84% de los elementos detectados. En lo que respecta al segundo algoritmo, más de un 90% de los puntos pertenecientes a cada una de las 27 superficies analizadas son asignados a ellas, y el 99,9% de los puntos asignados a cada superficie, realmente pertenecen a ella. El tercer algoritmo es capaz de determinar correctamente más de un 97% de la superficie asfaltada, y un 99% de la superficie delineada por el algoritmo corresponde a superficie asfaltada real. Los tres algoritmos resuelven muchas de las desventajas de algoritmos anteriores, y los superan en los índices que determinan la calidad de la detección y los errores cometidos.

Construcción y calibración de los elementos necesarios para montar un RPA, al que se le ha acoplado una cámara de fotos que previa configuración es capaz de dispararse de forma remota y autónoma para poder realizar trabajos fotogramétricos.

Los avances acaecidos en todo lo concerniente a la informática han afectado positivamente a la fotogrametría desde el punto de vista metodológico. Surgen así nuevas formas de afrontar los procesos acontecidos sobre la superficie terrestre, hasta ahora únicamente abordados por la fotogrametría tradicional. Los nuevos algoritmos de estructura de movimiento (SFM) y de correspondencia densos permiten la reconstrucción de la superficie a partir de imágenes tomadas por vehículos aéreos controlados de forma remota con alta resolución. No obstante, la aplicación de las nuevas técnicas de reconstrucción tridimensional no está exenta de errores. Uno de los mayores problemas surgidos es el denominado efecto domo (dome effect), que puede llegar a alterar los datos de manera significativa a menos que sea corregido. Las causas de este efecto son la configuración paralela de los ejes a la hora de la adquisición de imágenes, la ausencia de puntos de control o la estimación incorrecta de los parámetros de distorsión de la lente. Por tanto, la disminución del efecto se consigue considerando modelos de cámara fiables, utilizando imágenes oblicuas y convergentes o utilizando puntos de control. En este estudio, se evalúa la calidad de los modelos generados al fusionar imágenes obtenidas mediante RPAS y la técnica SFM. Para ello se estudia el efecto domo desde diferentes perspectivas mostrando su comportamiento ante diversas estrategias que teóricamente mitigan el error. También se comparan dos herramientas SFM así como dos tipos diferentes de cámara.

El desarrollo científico y tecnológico acontecido en la segunda mitad del siglo XX dio lugar a nuevas herramientas, técnicas y tecnologías que obligaron a muchas disciplinas científicas a renovarse, introduciendo y adaptando estos avances a las técnicas clásicas con el objeto de satisfacer las nuevas necesidades de la sociedad. El desarrollo de ópticas y sensores capaces de tomar información en varias regiones del espectro electromagnético, la puesta en órbita de satélites o avances como los sistemas de medida láser han sido algunas de las aportaciones que paulatinamente se han ido incluyendo en los trabajos de teledetección. En los últimos tiempos se ha puesto de manifiesto la importancia de las técnicas de reconocimiento de patrones en labores de extracción y clasificación de información en procesos de ingeniería, ciencias de la computación o matemáticas. En algunas ciencias como la teledetección estas técnicas son de especial importancia ya que permiten automatizar procesos de detección y clasificación de entidades cartográficas que, de realizarse manualmente, tendrían un coste inasumible en términos económicos y temporales dado el elevado volumen de información geoespacial actualmente disponible. Los trabajos de investigación que se presentan en esta tesis son el fruto de la integración de datos registrados por sensores remotos y técnicas de reconocimiento de patrones. El objetivo último es el desarrollo de metodologías lo más automáticas o semiautomáticas posible que permitan automatizar los procesos de extracción de entidades cartográficas. Por lo general estos trabajos presentan gran complejidad dada la variada casuística de las entidades cartográficas y la heterogeneidad de los datos de partida, lo que supone un reto a la hora de elaborar algoritmos funcionales, robustos y automáticos. Parece lógico que la adecuada detección de entidades cartográficas será de utilidad en aplicaciones como la planificación urbanística, la ordenación del territorio o la toma de decisiones en el ámbito de la geografía. Esta tesis pretende realizar una serie de contribuciones a la automatización en la creación y actualización de bases de datos de coberturas del terreno e inventarios de mobiliario urbano. Entre las principales aportaciones de este trabajo se encuentran el desarrollo de una serie de metodologías capaces de detectar entidades tales como láminas de agua artificiales, bordes de carretera, arbolado y mobiliario urbano a partir de imágenes aéreas multiespectrales y datos LIDAR, registrados tanto por sensores aéreos como móviles terrestres. Dichas aportaciones han culminado con la publicación de cuatro artículos en revistas científicas de impacto. En esta tesis, a la que se ha dado el formato de compendio de artículo, se incluyen los artículos tal como han sido publicados. En ellos se detallan cada una de las investigaciones realizadas. Cada artículo incluye un estado del arte actual de la materia de estudio, se explica la implementación y funcionamiento de los algoritmos desarrollados, se evalúan y discuten los resultados obtenidos y se analizan las conclusiones alcanzadas.

Este trabajo muestra el proceso de planificación de un vuelo fotogramétrico para vehículos aéreos no tripulados y la carga de resultados en un SIG