Control de sombras en vuelos aéreos con drones

La posición del sol en la toma de imágenes aéreas puede resultar un factor tan agradecido, bonito y mágico como peligroso y desastroso en los resultados finales de imágenes aéreas. Una entrada de luz con orientaciones indeseadas puede hacer que nuestras imágenes aéreas resulten un auténtico desastre debido a la presencia de sombras recurrentes a lo largo del mosaico. ¿Cómo controlar estas sombras?

sombras en vuelos con drones

Una buena planificación de vuelos debe partir por la identificación del momento temporal del día para evitar la entrada de luz solar de manera vertical generando extensas sombras en vuelos aéreos proyectadas sobre árboles, paredes o cualquier infraestructura territorial en superficie. Los mejores momentos para evitar estas indeseables sombras que distorsionan los resultados de nuestras imágenes aéreas son aquellos en los que el Sol se encuentra en la perpendicular a nuestra zona de trabajo. De esta forma, la incidencia solar coincide con el nadir de nuestras imágenes aéreas tomadas por el dron.

La altura y el ángulo en el que se encuentre el Sol crearán sombras sobre las imágenes aéreas que harán que nuestros mosaicos cuenten con resultados menos atractivos de los deseados. La presencia de sombras sobre nuestros mosaicos puede llevarnos a problemas de análisis durante la fotointerpretación de las imágenes y generar efectos visuales poco atractivos. Los valores radiométricos y RGB de nuestros píxels varían haciendo más difícil, por ejemplo, las reclasificaciones supervisadas. La diferencia entre un vuelo programado en los momentos apropiados y un vuelo descuidado de momentos temporales en la captura de imágenes queda a la vista cuando comparamos una misma zona territorial en ambas situaciones. A continuación podemos observar la misma sección territorial aérea con incidencia solar perpendicular al nadir y con incidencia solar oblicua al nadir de las imágenes del mosaico. Las diferencias del efecto de sombras saltan a la vista y, por tanto, a los resultados finales de los productos aéreos y sus posteriores análisis.

sombras en vuelos dron SIG

La altura y el ángulo solar difieren entre lugares territoriales diferentes, a o largo del día e incluso y a lo largo del año. Podemos contar con herramientas que nos identifiquen, para un punto geográfico, la posición del Sol a una hora puntual y poder estudiar el porcentaje de sombras que se generarán sobre nuestro mosaico aéreo. Un ejemplo de ello lo encontramos con SunEarthTools, que nos permitirá seleccionar la localización geográfica de nuestra zona de vuelo y disponer de dos parámetros clave de posición del sol: Azimuth y Elevación.

sunearth tools

El parámetro Azimuth mide la dirección angular del Sol. Podrá presentar valores desde los 0º a los 360º. Es el equivalente a indicar la situación del Sol respecto a los puntos cardinales Norte, Sur, Este y Oeste. Estos valores aumentan en sentido de las agujas del reloj. Así, por ejemplo, un valor de 0º indica una dirección Norte mientras un valor de 90º indica una dirección Este, un valor de 180º una dirección Sur y un valor de 270º indica una dirección Oeste.

El parámetro Elevación o altitud mide al ángulo de inclinación del Sol respecto al horizonte. Por tanto podrá adquirir, como máximo, un valor de 90º pudiéndose situar en la zona más alta del cielo dependiendo de la zona geográfica y el momento temporal del año. Un valor de 0º será el correspondiente a la posición del sol en el horizonte en cualquier parte del territorio.

En la siguiente situación podemos advertir el momento de ascenso máximo del Sol  (el momento en el que menor será la sombra para ese día) con un ángulo de 27º de Elevación y 177º de Azimuth, lo que hará que, en ese momento, la luz solar incida por el Sur (las sombras se proyectarán en el norte de nuestro mosaico) con una longitud de sombra relevante y la menor para ese día concreto. Cualquier otro momento temporal hará que nuestras sombras sean mayores, tanto antes como después del momento indicado.

parametros solares para drones

Ambos valores pueden ser tratados por medio de los Sistemas de Información Geográfica para representar la entrada de luz dentro del territorio y poder así advertir de forma previa el nivel de sombras que se generarán en nuestras imágenes aéreas. Podemos recurrir, por ejemplo, a la herramienta Hillshade, disponible en prácticamente cualquier software cartográfico.

hillshade SIG

Disponiendo de datos LiDAR o un DEM de la zona territorial de estudio (incluyendo elementos en superficie) podremos hacernos una idea de las dimensiones creadas por las sombras en vuelos e intentar planificar nuestro vuelo en un momento más adecuado para conseguir los resultados más apropiados durante nuestro vuelo.

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