Curso Práctico de Metashape . Fotogrametría con RPAS y Terrestre

Metashape, también conocido como Agisoft Metashape, es una destacada solución de software en el ámbito de la fotogrametría, especialmente utilizado en la fotogrametría con RPAS (Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia) y la fotogrametría terrestre. Esta herramienta revolucionaria se ha convertido en un estándar de la industria para la generación de modelos tridimensionales a partir de imágenes capturadas desde el aire o desde el suelo, brindando a profesionales en áreas como la topografía, la cartografía, la arqueología, la agricultura de precisión y muchas otras disciplinas, la capacidad de crear representaciones precisas del mundo físico.

Metashape permite a los usuarios procesar y analizar conjuntos de imágenes, ya sean capturadas por drones, cámaras montadas en vehículos terrestres o tomadas manualmente desde el suelo. Aquí hay una visión general de sus características y capacidades clave:

1. Procesamiento de imágenes: Metashape utiliza una serie de algoritmos avanzados para procesar y alinear imágenes, lo que resulta en nubes de puntos densas y modelos tridimensionales precisos.

2. Reconstrucción 3D: A partir de las imágenes, el software genera modelos 3D detallados de objetos, terrenos y estructuras.

3. Texturización: Agrega texturas a los modelos 3D, lo que proporciona una representación visual realista de la superficie capturada.

4. Ortofotografía: Genera imágenes ortorrectificadas, que son mapas georreferenciados de alta resolución utilizados en la cartografía y la planificación del territorio.

5. Mediciones y análisis: Permite tomar medidas precisas y realizar análisis detallados de los objetos y terrenos modelados.

6. Exportación de datos: Los resultados pueden exportarse en una variedad de formatos compatibles con otros software y herramientas de diseño.

La aplicación de Metashape en la fotogrametría con RPAS y la fotogrametría terrestre es especialmente valiosa, ya que permite a los profesionales generar información geoespacial altamente precisa y detallada de manera eficiente. Los RPAS pueden capturar imágenes aéreas de áreas extensas, mientras que la fotogrametría terrestre es útil para áreas más cercanas y detalladas. La combinación de ambas técnicas con Metashape proporciona una visión completa y precisa del entorno, lo que es esencial en una variedad de aplicaciones, desde la planificación urbana hasta la gestión de recursos naturales y la conservación del patrimonio cultural.

• Conocer principios y teoría básica de la fotogrametría SfM.
• Conocer cómo se planifica un trabajo fotogramétrico (aéreo y terrestre).
• Crear productos fotogrametrícos: nubes de puntos, mallas, texturas, ortofotos.
• Procesar imágenes multiespectrales y generar ortoimagenes.
• Obtener el cálculo de volúmenes de tierras, biomasa y masas de agua.
• Conexión de los productos finales de Metashape con otro software (CAD y SIG).

1. Introducción a la fotogrametría
   1. Introducción
   2. ¿Qué es la fotogrametría?. Principios físicos: visión tridimensional, estereoscopía y paralaje. Multiplicidad de objetivos: fotogrametría aérea, terrestre y de objeto cercano. Software fotogramétrico
   3. Conceptos topográficos y cartográficos
   4. Engranaje de la fotogrametría en el ámbito de la captura, análisis y representación de superficie terrestre. Conceptos generales del ámbito topográfico. Análisis y representación: modelos de datos y sistemas de información geográfica (SIG)
   5. Conceptos fotográficos
   6. Fotogrametría con cámaras métricas y convencionales. Evolución histórica. Partes de una cámara fotográfica. Componentes en objetivo y cuerpo. Cámaras réflex y mirrorless. Conceptos fotográficos generales| Concepto de fotografía digital. Parámetros fotográficos. Configuración de los parámetros fotográficos en la fotogrametría aérea y terrestre. Formatos de imagen y revelado digital
   7. Fotogrametría estereoscópica clásica
   8. La orientación interna. Calibración de la cámara, fotocoordenadas y coordenadas modelo. La orientación externa: relativa y absoluta. Coordenadas terreno. La aerotriangulación, y el recubrimiento longitudinal y transversal en toma aérea. Conceptos de restitución y ortorectificación
   9. Fotogrametría Structure From Motion Multi-View Stereo (SfM-MVS)
   10. Principios generales y algoritmos SfM. Extracción y correspondencia de puntos homólogos, reconstrucción 3D, ajuste Bundle. Densificación de nubes de puntos. Equivalencia con técnicas LIDAR. Generación de mallas y texturas
   11. Fases del trabajo fotogramétrico (I): definición de requisitos, planificación de vuelo (aérea) y ejecución (aérea, terrestre)
   12. Especificaciones técnicas. Deducción de GSD, altura de vuelo, y de errores XYZ esperados y admisibles, a partir de escala cartográfica o a solicitud. Concepto de diseño de la toma fotogramétrica. Particularidades del diseño de la toma en fotogrametría aérea. Particularidades del diseño de la toma en fotogrametría terrestre/oblicua y de objeto cercano. Control terrestre (puntos de apoyo). Condicionantes externos para la toma
   13. Fases del trabajo fotogramétrico II: procesado y generación de productos fotogramétricos
   14. Nube de puntos de paso y nube de puntos densa. Clasificación de puntos. Modelos digitales: MDT, MDS y curvas de nivel. Modelo 3D. Malla y texturizado. Ortofotomosaico y digitalización vectorial
   15. Fases del trabajo fotogramétrico III: concordancia con flujos de trabajo externos
   16. Modelo de datos y formatos de importación y exportación. Articulación con flujos de trabajo cartográficos y de Sistemas de Información Geográfica (SIG). Articulación con flujos de trabajo de modelado digital, texturizado, renderizado y animación. Conceptos de decimado, retopología, mapas UV y texturizado avanzado Physically Based Rendering (PBR).
2. Introducción a Metashape
   1. Qué es Agisoft Metashape. Características, fortalezas y limitaciones. Posicionamiento de Metashape frente a su competencia
   2. Instalación, activación y configuración previa de preferencias: Idioma, tema y preferencias del procesado CPU/GPU
   3. Interfaz de Metashape
   4. Concepto general UX y consistencia de los iconos de opciones. Descripción de iconos de la cinta general de opciones. Panel principal de visor 3D (pestaña modelo) y 2D (pestaña Orto). Uso del trackball/gizmo 3D. Panel de imágenes. Panel lateral de proyecto y de valores de referencia. Panel de ajustes del sistema de referencia. Menús principales de Metashape
   5. Estructura de archivos de un proyecto de Metashape: Extensiones de archivo, compartir proyectos y extracción manual de datos y resultados
   6. Requerimientos de hardware recomendados. Uso de CPU/GPU en los procesos
   7. Procesamiento en la nube: Agisoft Cloud y otros servicios de procesamiento
   8. Procesamiento distribuido en red (local) y en la nube: configuración y comparación de alternativas
3. Fotogrametría aérea y flujo de trabajo cartográfico y SIG
   1. Introducción al uso de drones en la fotogrametría aérea
   2. Fotogrametría aérea clásica y fotogrametría embarcada en drones: alcances y limitaciones. Definiciones: RPA, RPAS, UAS, UAVS. Tipos de UAS. Criterios de clasificación y clases. Categorías de las operaciones con UAS. Operaciones con UAS y normativa aplicable
   3. Cámaras y sensores ópticos, multiespectrales y térmicos. Tipos y características deseadas
   4. Planificación y ejecución de vuelo fotogramétrico
   5. Planificación de apoyo topográfico y de control de error. Planificación de puntos de control de error. Concepto y planificación. Definición de los parámetros de vuelo. Creación y ejecución de una misión de vuelo automática. Uso de software específico. Revisión de resultados. Revelado digital básico
   6. Metodología de trabajo en Metashape I: Orientación precisa de imágenes
   7. Carga de imágenes. Configuraciones previas de calibración. Comprobación de datos de coordenadas de imágenes. Modo de importación de datos adicionales de telemetría. Carga de puntos de control terreno (GCP) y puntos de control (CP). Concepto de precisiones y uso del panel de importación de referencias. Caso de uso de datos RTK/PPK. Configuración de sistemas de coordenadas. Transformaciones entre sistemas de coordenadas. Selección y edición de ‘datums’ de coordenadas. Carga y uso de modelos geoidales. Funciones adicionales del panel de referencia. Metodología de orientación inicial, concepto de precisión en la orientación y elección de parámetros adecuados. Concepto de puntos clave y puntos de paso. Metodología de marcación de puntos de apoyo/control. Estrategia de orientación incremental. Orientación final en alta calidad y optimización de resultados. Significado de los errores del panel de referencia. Cámaras, marcadores y distancias.
   8. Metodología de trabajo en Metashape II: Creación de nube de puntos y modelos digitales de superficie y terreno
   9. Uso práctico del volumen de trabajo. Metodología de clasificación de puntos. Generación de Modelo Digital de Superficie (MDS) y Modelo Digital del Terreno (MDT). Parámetros y modos de exportación, formatos TIFF, geoTIFF, ECW, etc
   10. Metodología de trabajo en Metashape III: Creación de ortofotomosaicos
   11. Generación auxiliar de malla tridimensional, a partir de nube de puntos. Generación de ortofotomosaico a partir de distintas fuentes de origen. Edición de ortofotomosaico
   12. Procedimiento de medición y de digitalización vectorial en Metashape, sobre productos 2D (modelos digitales u ortomosaicos) o productos 3D (nube de puntos o malla).
   13. Mediciones de distancia con regla y mediciones basadas en formas 2D (puntos, polilíneas o polígonos). Medición de área y volúmenes. Generación de curvas de nivel y secciones transversales. Detección automática y digitalización 3D de catenarias de líneas eléctricas. Metodología de importación y exportación de datos tabulares y vectoriales, formatos TXT, CSV, ASC, SHP, DXF, KMZ, etc., con demostrativo de metodología en software QGIS y Google Earth.
   14. Control de calidad e informe final en Metashape
   15. Estadísticas del procesamiento y generación de informe de procesado. Análisis de la precisión del procesado
   16. Composición demostrativa de documento final en QGIS, con todos los productos anteriores
   17. Aplicaciones de la fotogrametría aérea
   18. Topografía y cartografía. Sector agrícola y forestal. Inspección y control de infraestructuras
4. Fotogrametría oblicua y terrestre, flujo de trabajo CAD/CAM
   1. Introducción al uso de drones y cámaras de mano en fotogrametría terrestre
   2. Particularidades de la fotogrametría oblicua y terrestre. Problemática en la precisión de coordenadas
   3. Planificación y ejecución de la toma fotográfica
   4. Planificación del apoyo topográfico en fotogrametría terrestre. Generación de croquis, uso de dianas y medición de puntos de apoyo con estación total. Medición de distancias para la orientación y escalado de elementos
   5. Toma fotográfica con cámara terrestre
   6. Planificación de la toma fotográfica. Procedimiento de toma en casos particulares. Particularidades de los parámetros fotográficos en fotogrametría terrestre. Revisión de resultados y proceso de revelado digital avanzado en formato RAW
   7. Metodología de trabajo en Metashape I: Orientación en bloques de imágenes
   8. Metodología de división del trabajo por bloques, carga de imágenes y orientación de bloques por separado. Concepto de máscaras de imagen. Metodología de creación y edición manual de máscaras. Formatos e importación/exportación de máscaras, formatos JPG/PNG
   9. Metodología de trabajo en Metashape II: Generación de malla 3D
   10. Generación de malla 3D a partir de mapas de profundidad. Edición básica de geometría de malla 3D. Metodología de importación/exportación de malla para edición en software externo, formatos PDF, OBJ, FBX, STL, etc. Problemática de traslación de coordenadas globales (geográficas, proyectadas).
   11. Metodología de trabajo en Metashape III: texturizado básico y exportación de fotoalzados y objetos 3D
   12. Generación de texturizado básico. Parámetros y modos de mapeo. Formatos de imágenes. Creación de ortofotomosaicos de fachadas y perfiles de excavación mediante marcadores personalizados. Flujo de exportación de ortofotomosaicos y perfiles a programas CAD. Flujo de exportación de objetos 3D en formatos PDF 3D, OBJ, STL, etc.. Generación de modelo de teselas. Mosaicos jerárquicos para modelos 3D de grandes extensiones urbanas en alta resolución. Exportación y uso de plataforma geoespacial Cesium Ion
   13. Aplicaciones de la fotogrametría terrestre
   14. Vistas y alzados. Digitalización arquitectónica. Modelos 3D
5. Fotogrametría de objeto cercano y flujo de trabajo CGI
   1. Introducción a la fotogrametría de objetos para assets y piezas museísticas
   2. Particularidades de la fotogrametría de objeto cercano. Problemática de enfoque y profundidad de campo a corta distancia. Necesidades específicas de preparación
   3. Planificación y ejecución de la toma fotográfica
   4. Fondo de escena e iluminación. Uso de cajas de luz, plataformas giratorias, trípodes y otros elementos accesorios. Generación y uso de dianas codificadas en Metashape. Concepto de coordenadas locales, traslación y escalado. Metodología de fotografía envolvente 360º de objetos. Recomendación de parámetros fotográficos para el trabajo con objeto cercano. Problemática de la profundidad de campo, técnica de focus stacking y pérdida de parámetros de orientación interna
   5. Metodología de trabajo en Metashape I. Orientación en bloques de imágenes
   6. Metodología de uso de plantillas de marcas fiduciales en envolventes 360º. Orientación en bloques. Uso de máscaras automáticas para zonas desenfocadas
   7. Metodología de trabajo en Metashape II. Generación y edición avanzada de malla 3D
   8. Generación y edición avanzada de malla 3D. Concepto y necesidad de retopología en quads. Concepto de mapeado UV y creación de coordenadas de mapeado en modelos 3D
   9. Metodología de trabajo en Metashape III. Texturizado avanzado y exportación
   10. Concepto de texturas PBR y generación de mapas RGB, de normales, de oclusión ambiental y de desplazamiento. Concepto de ‘baking’ para su uso en proyectos CGI e integración de Metashape en el flujo de trabajo. Uso de herramienta delighter para la eliminación de sombreado de texturas. Concepto de texturas PBR y generación de mapas RGB, de normales, de oclusión ambiental y de desplazamiento. Concepto de ‘baking’ para su uso en proyectos CGI e integración de Metashape en el flujo de trabajo. Uso de herramienta delighter para la eliminación de sombreado de texturas
   11. Aplicaciones de la fotogrametría de objeto cercano
   12. Assets de escenarios y animación de personales en la industria del videojuego. Realidad virtual y aumentada, videografía VFX en producción de cine y multimedia
6. Fotogrametría multiespectral y térmica
   1. Sensores multiespectrales
   2. El espectro electromagnético. Tipos de sensores. Cámaras térmicas. Aplicaciones específicas de los sensores multiespectrales
   3. La toma fotográfica y el apoyo con cámaras multiespectrales
   4. Procesado fotogramétrico
   5. Calibración radiométrica de las imágenes. Calibración de reflectancia. Cálculo de índices de vegetación. Generar mapas de prescripción. Líneas de contorno basadas en índices
7. Miscelánea
   1. Procesado por lotes
   2. Vídeo animación a través del modelo. Automático y manual
   3. Módulo de programación Python. Utilidades