Precisión y control de calidad

Un ortomosaico puede verse impecable y estar desplazado varios metros respecto de la posición real, o tener las distancias bien proporcionadas y las elevaciones deformadas. Evaluar un producto exige saber qué tan cerca están sus medidas de las reales y de qué tipo de medida se trata. En la práctica con dron se habla de precisión relativa y absoluta; ambas expresiones designan, en rigor, la exactitud posicional.

Precisión relativa y precisión absoluta

La precisión relativa describe la coherencia interna del producto: si las distancias, los ángulos y las áreas medidos dentro del mosaico coinciden con los del terreno. Un producto puede tener buena precisión relativa y, a la vez, estar desplazado o girado en conjunto respecto del mundo.

La precisión absoluta describe la coincidencia entre la posición de cada elemento en el producto y su posición verdadera en el sistema de coordenadas. Es la que interesa cuando el mosaico se superpone a límites de lotes, a otras capas o a vuelos de otras fechas, o cuando se pretende ir a un punto del terreno con un receptor de mano. Un desplazamiento uniforme no altera las áreas ni las distancias, y por eso la precisión relativa basta para medir un lote o comparar sectores dentro de un mismo mosaico.

Puntos de control y puntos de verificación

Un punto de control es una marca visible en las fotografías, colocada en el terreno o tomada de un elemento nítido, cuyas coordenadas se midieron con un receptor de posicionamiento satelital de alta exactitud. El procesamiento utiliza esos puntos para ajustar el bloque de imágenes a su posición real, lo que reduce los errores absolutos y las deformaciones de gran escala.

Un punto de verificación se mide de la misma manera, pero no interviene en el ajuste. Como el procesamiento no lo conoce, la diferencia entre su posición en el producto y la medida en campo es una estimación independiente del error. Los puntos de control, en cambio, se ajustan para coincidir, de modo que su error residual resulta optimista y no sirve para evaluar el producto.

Los puntos se distribuyen en el borde y en el interior del área, y a distintas alturas cuando el terreno lo permite. El informe habitual resume el error en cada componente mediante la raíz del error cuadrático medio, separando la componente horizontal de la vertical, que suele presentar el error mayor.

Posicionamiento satelital con corrección

Un dron que registra la posición de cada fotografía con corrección en tiempo real (real-time kinematic, RTK) o en posproceso (post-processed kinematic, PPK) obtiene posiciones de cámara con exactitud de centímetros, lo que reduce o, en algunos casos, suprime los puntos de control, pero no la necesidad de puntos de verificación. La componente vertical y los errores sistemáticos del conjunto de imágenes, como los debidos a una calibración deficiente de la cámara, solo se comprueban con puntos medidos en tierra y no incluidos en el ajuste. Un producto con posicionamiento corregido y sin puntos de verificación independientes tiene, por tanto, una precisión absoluta no demostrada.

En RTK las correcciones llegan al dron durante el vuelo mediante un enlace de comunicación. En PPK las observaciones se almacenan y se corrigen después con los datos de la estación de referencia, lo que evita depender de ese enlace. El informe de precisión debe indicar cuál de los dos modos se empleó, qué base o red de estaciones sirvió de referencia y los errores horizontal y vertical medidos en los puntos de verificación.

El principio es el mismo en ambos modos. Un receptor autónomo, como el de un teléfono o un dron de uso general, suele tener errores de varios metros, debidos sobre todo al retraso de las señales en la atmósfera y a su reflejo en superficies cercanas. Un receptor de referencia con posición conocida, o una red de estaciones, calcula los errores comunes a ambos receptores y proporciona las correcciones al receptor móvil. Los errores propios de cada receptor, como los reflejos en superficies cercanas (multitrayectoria), no son comunes y la corrección no los elimina.

Corte de perfil con cuatro satélites que emiten su hora, una capa de atmósfera, un lote, una construcción, una base fija sobre un punto conocido y un dron. El dron calcula su posición a partir del tiempo de viaje de cada señal; el retraso atmosférico y un reflejo en el techo desvían el cálculo algunos metros; la base, que conoce su posición, obtiene su propio error y lo transmite por radio al dron, cuya posición se ajusta en la parte del error que ambos comparten; los reflejos locales no se corrigen. El desvío está exagerado.

Revisión de un entregable

Antes de usar un producto conviene comprobar los siguientes aspectos.

1. Cobertura. El área cubierta incluye todo el lote, con un margen en los bordes que permita descartar las franjas menos fiables.
2. Huecos y deformaciones. Se inspeccionan las zonas con agua, los canales, los techos lisos, los bordes y los lugares con vehículos o personas.
3. Resolución declarada. El tamaño de píxel del producto se compara con el que correspondería a la altura y a la cámara del vuelo; un píxel mucho menor que el nominal indica remuestreo y no detalle adicional.
4. Sistema de coordenadas. Se declara el sistema horizontal y, en los modelos de elevación, el nivel de referencia vertical.
5. Informe de precisión. Indica cuántos puntos de control y de verificación se emplearon, cómo se distribuyen y cuáles son los errores horizontal y vertical en los de verificación.
6. Condiciones del vuelo. Se registran la fecha, la hora, la nubosidad y el viento, que condicionan sombras, costuras y artefactos.
7. Comprobación independiente. Se superponen al producto elementos conocidos, como caminos o límites de lotes, para detectar desplazamientos evidentes.

Un producto sin informe de precisión o sin puntos de verificación independientes puede ser adecuado para una inspección visual, pero no para mediciones ni comparaciones con otras fuentes.