UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
MATERIA: EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO Y AGUA POTABLE.
D.M.QUITO, 5 DE MAYO DEL 2016 Tema: Levantamiento topográfico por medio de drones.
Objetivo: Conocer el proceso de levantamiento topográfico mediante drones. Introducción: METODOLOGÍA Un levantamiento topográfico mediante drones se basa en la utilización de los rayos de la luz del sol reflejados por los objetos de la superficie de la tierra, lo cual ocurre en la porción visible (RGB) del espectro electromagnético. Dichos rayos, llamados también la reflectancia, son capturados en fotografías aéreas por el combo cámara-GPS instalado en un Drone. Las medidas de los objetos, incluyendo la altura del terreno se calculan a partir
de la fotogrogrametría (relaciones de medidas en triángulos semejantes de distancias en fotos vs distancias en terreno). PRODUCTOS. La topografía digital con drones genera los siguientes productos: 1.
Ortofoto: Imagen obtenida de manera casi ortogonal al terreno, sin distorsión que le permite al usuario medir longitudes y áreas con muy poco error. Su resolución se mide en cm/px. Esta foto también se entrega en Google Earth, junto con la ortofoto georeferenciada en formato PDF.
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DSM: Modelo digital de superficie: superficie continua que refleja la superficie del terreno teniendo en cuenta la altura de la infraestructura y de los árboles.
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Nube de puntos de altura: Conjunto de puntos (3D) que permiten clasificar las alturas, como si fueran rayos que han impactado a lo largo de la superficie.
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DTM: Modelo digital del terreno o superficie continua que refleja el terreno topográfico o altura del terreno mismo, donde desarrollan sus actividades los humanos, este queda limpio de infraestructura y de árboles.
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Curvas de nivel: Curvas equipotenciales o contornos de las alturas del terreno representadas en líneas y general-mente obtenidas del DTM.
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Perfiles y Cortes: Cortes hechos a partir del DTM o del DSM para ver las alturas específicas a cierta distancia desde un eje específico. La imagen inferior representa un corte transversal de una zona de mapeo en donde se muestra la altura de la superficie y la altura del terreno.
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Volúmenes y Áreas Superficiales: Se pueden obtener a partir de los modelos tridimensionales anteriores. Los volúmenes de excavación o de lleno son comunes y fáciles de obtener con esta información.
8.
3D PDF: Documento en formato pdf que contiene las alturas de los edificios, la infraestructura y la herramienta que permite hacer medición de distancias.
LA PRECISIÓN. Existen dos tipos: 1.
Interna o Relativa: Se define como el error que existe en la posición relativa entre dos puntos dentro de la zona del levantamiento y su correspondiente en la realidad; esta precisión es del orden de 10 cm y depende de la altura de vuelo, el traslape delantero y lateral del vuelo, usado para tomar las fotos y la utilización
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de líneas de vuelo ortogonales o unidireccionales. En general es mucho mayor que la precisión absoluta. 2.
Absoluta: Se define como el error que existe entre un punto del levantamiento y ese mismo punto medido, respecto a un punto de referencia de la red geodésica nacional (Magna Sirgas), este error es del orden de cm, el error en Z (altura) es de 3 veces el error en XY, y se mejora colocando puntos de fotocontrol, tomados con estación topográfica o GPS submétrico en la zona de mapeo para que sean capturados en las fotos tomadas durante el vuelo. Este error puede bajar al orden de 3 cm en XY y a 9 cm en Z, con el uso de 3 a 5 puntos por cada 100 Ha. Dichos puntos de fotocontrol son en general provistos por el contratante del vuelo.
ORTOFOTOGRAFÍA Y MODELO DIGITAL DEL TERRENO A PARTIR DE FOTOGRAFÍA ÁREA MEDIANTE DRONES. 1. Generación del plan de vuelo
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Se genera el plan de vuelo mediante coordenadas GPS en la zona de estudio en función de la altura de vuelo y del solape transversal deseado en las fotografías. 2. Desplazamiento a la zona.
Desplazamiento a la zona de trabajo con el equipo: drones, maletín con PC y equipo fotográfico. Limitamos el tamaño del drone para que sea transportable en el maletero de un vehículo de turismo. 3. Realización del plan de vuelo.
Previa comprobación visual de inexistencia de obstáculos en el plan de vuelo previsto se realizará el vuelo de manera automática tomando fotografías a intervalos predefinidos par que exista suficiente solape longitudinal en las imágenes. 4. Tomas de puntos de control.
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Se toman los puntos de control en Situ mediante estación total para su posterior cotejo con las imágenes aéreas. 5. Comprobación de imágenes.
Se realiza el cosido informático de las imágenes obtenidas comprobando el correcto solape de imágenes y los puntos de control obtenidos en el terreno. 6. Obtención del modelo digital.
Se obtiene mediante sistema informático en el modelado alámbrico del terreno y el modelo digital elevación (MDE). 7. Obtención del ortofoto.
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Se obtiene la ortofoto de la zona orientada en el sistema GIS. Igualmente, el modelo KMZ del terreno podrá integrarse en google al estar georreferenciado. VENTAJAS Y DESVENTAJAS. Ventajas.
Reducción de tiempo. Aumento de eficiencia en el acopio de información. Mejor relación Costo-Calidad. No arriesga vidas humanas, principal ventaja para zonas de difícil acceso por la geografía del terreno, topografía, orden público, etc.
Desventajas.
Dependencia de las estaciones de Tierra (dependiendo de su grado de autonomía). Vulnerabilidad y limitada capacidad de autodefensa. Limitaciones de peso y volumen de los equipos a bordo. Problema de interceptación de comunicaciones (solucionada mediante criptografía y cifrado de las comunicaciones).
COSTO Los vuelos de drone son costosos a primera vista. La inversión en el equipo es grande, las computadoras necesarias para procesar la información son costosas y entregar la información de una manera presentable y útil al cliente es un proceso delicado. Sin embargo se debe enfatizar la rapidez de la entrega comparado con una brigada tradicional. Un levantamiento de cientos de hectáreas pudiera tomar semanas con rovers GNSS, implicando un costo de decenas de miles de dólares, aparte del riesgo a los operadores especialmente en terreno peligroso. Tomando esto en cuenta, tiene sentido realizar un vuelo con drone. Al final, el costo es similar o menor al de una brigada con recibidores GNSS trabajando durante semanas. El drone realizará el trabajo en unos pocos vuelos de 40 minutos, dependiendo del tamaño del terreno. De esta manera, se puede concluir que se ahorra principalmente tiempo y se salvaguarda a los operadores de los riesgos del campo. Adicionalmente, la densidad y calidad de la información garantiza una entrega de información sumamente detallada del terreno natural.
Conclusiones. Es una manera más rápida y tecnológica de obtener una topografía y cartografía más precisa, dentro una zona urbana. Además permitiendo la actualización de cartografía catastral de ciudades.
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La precisión obtenida mediante este tipo de levantamiento topográfico es más exacta, permitiendo obtener longitudes, áreas y volúmenes del terreno más reales. Esté método de levantamiento, permite la obtención de datos espaciales en un periodo de tiempo más corto y con alta resolución espacial a un coste reducido.
Bibliografía. CIVILTEC. (1996). APLICACIONES DE FOTOGRAMETRÍA AÉREA CON DRONES
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LA
TOPOGRAFÍA(2014).Recuperado
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http://civiltec.mx/aplicaciones-de-fotogrametria-aerea-con-drones-en-latopografia/ POLICONSTRUC LEVANTAMIENTOS
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http://policonstrucsa.com/services/levantamientos-aereos/ ZCOPTERS (2014).LOS DRONES Y LA TOPOGRAFÍA. Recuperado de http://zcopters.com/2015/04/los-drones-y-la-topografia/ CONZA T. Alain. Usos y aplicaciones de los drones en la topografía ( en línea).Perú(2015) ( Fecha de consulta : 11 de mayo del 2015) Disponible en : https://prezi.com/nffp4zpkm6br/usos-y-aplicaciones-de-los-drones-en-latopografia/
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