¿Por qué debería utilizar drones para la cartografía y la topografía?

¿Por qué debería utilizar drones para la cartografía y la topografía?

¿Por qué debería utilizar drones para la cartografía y la topografía?

¿Por qué debería utilizar drones para la cartografía y la topografía?

Países Bajos

Lunes, 30 de mayo de 2022

En la última década, la prospección con drones se ha convertido rápidamente en un método aceptado para recopilar datos útiles. Pero, en general, la adopción de la tecnología de los drones en el sector de la topografía está todavía en sus primeras etapas. Entonces, ¿por qué debería contemplar un dron para su encuesta?

¿Qué es un elemento de texto enriquecido?

El elemento de texto enriquecido le permite crear y dar formato a títulos, párrafos, citas en bloque, imágenes y vídeos, todo en un solo lugar en lugar de tener que añadirlos y darles formato individualmente. Sólo tienes que hacer doble clic y crear contenido fácilmente.

Prueba

Edición de contenidos estáticos y dinámicos

Un elemento de texto enriquecido puede utilizarse con contenido estático o dinámico. Para el contenido estático, basta con soltarlo en cualquier página y empezar a editarlo. Para el contenido dinámico, añada un campo de texto enriquecido a cualquier colección y luego conecte un elemento de texto enriquecido a ese campo en el panel de configuración. Y ya está.

Cómo personalizar el formato de cada texto enriquecido

Los títulos, los párrafos, las citas en bloque, las figuras, las imágenes y las leyendas de las figuras pueden ser estilizados después de añadir una clase al elemento de texto enriquecido utilizando el sistema de selector anidado "When inside of".

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H1

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Los títulos, los párrafos, las citas en bloque, las figuras, las imágenes y las leyendas de las figuras pueden ser estilizados después de añadir una clase al elemento de texto enriquecido utilizando el sistema de selector anidado "When inside of".

¿Por qué debería utilizar drones para la cartografía y la topografía?

En la última década, la prospección con drones se ha convertido rápidamente en un método aceptado para recopilar datos útiles. Pero, en general, la adopción de la tecnología de los drones en el sector de la topografía está todavía en sus primeras etapas. Entonces, ¿por qué debería contemplar un dron para su encuesta?

¿Qué es un dron de prospección?

Drones de inspección multirrotor

Un multirrotor es un dron que vuela con la misma filosofía que un helicóptero, se utilizan 4, 6 u 8 rotores para proporcionar empuje y mantener el dron en el aire. Estos drones son extremadamente versátiles, con capacidad para realizar una gran variedad de misiones de vuelo y transportar una gran variedad de cargas útiles.

dron multirrotor de prospección

Drone de prospección de ala fija (Belly Lander)

Un dron de ala fija vuela con la misma filosofía que un avión, se utilizan 1 o 2 rotores para proporcionar empuje, y las alas de la aeronave mantienen al dron en el aire. Estos drones son menos versátiles que los multirrotores en sus misiones de vuelo, pero son capaces de volar enormes distancias debido a su régimen de vuelo mucho más eficiente. La principal desventaja de estos es que deben aterrizar en el vientre, lo que provoca el desgaste de los valiosos componentes del dron. 

dron de reconocimiento de ala fija

Drone de reconocimiento VTOL de ala fija

Un VTOL es una combinación de los mejores elementos de los multirrotores y las alas fijas, despegando y aterrizando como un helicóptero, y haciendo la transición para volar como un avión. Estos drones tienen una gran versatilidad, así como un largo tiempo de vuelo. Dado que los vuelos más allá de la línea de visión se convertirán en una rutina, los VTOL de ala fija se convertirán en el dron preferido para muchas aplicaciones.

vtol survey drone

¿Qué problemas pueden resolver los drones?

A continuación se muestran los principales métodos existentes de topografía y teledetección. Para situaciones que requieran una gran precisión en áreas más pequeñas, se utilizarán normalmente métodos terrestres como estaciones totales o escáneres láser.

Cuando las zonas y los corredores son mucho más grandes, es posible utilizar aviones de ala fija o incluso satélites para desarrollar su encuesta, aunque la precisión será menor que con los métodos terrestres. No obstante, cada uno de estos métodos tiene sus ventajas e inconvenientes, cuyos elementos principales se mencionan a continuación. 

Comparación de estaciones totales y escáneres láser

¿Cuáles son las ventajas de los drones? 

Velocidad y gran cobertura

Los drones se mueven a gran velocidad (12-18 m/s) y capturan grandes cantidades de datos sobre la marcha, lo que permite cartografiar grandes áreas hasta 10 veces más rápido que con los métodos terrestres.

Eficiencia y seguridad

Dado que los drones vuelan a gran altura por encima de la sitio, las zonas inaccesibles o peligrosas pueden cartografiarse sin riesgo, además de sin el tiempo de inactividad para los emplazamientos que provocan los levantamientos terrestres. Más información sobre la seguridad de la topografía con drones.

Mayor precisión

En lugar de los datos punto a punto que se obtienen con los métodos tradicionales de topografía, los estudios con drones capturan toda el área de estudio. Una nube formada por millones de puntos de datos permite elegir los componentes de datos que se necesitan y evitar que se pierdan características del terreno potencialmente importantes en el estudio.

Aumento de la capacidad topográfica

La fotogrametría con vehículos aéreos no tripulados no se ve afectada por las nubes y las inclemencias del tiempo, y los datos son propiedad del usuario, en lugar de que los derechos de los datos sean retenidos por terceros

¿Cuál es la precisión de los estudios con drones?

Las soluciones de topografía con drones pueden producir levantamientos con diferentes grados de precisión, dependiendo de los requisitos del proyecto y de las capacidades del dron.

Con la ayuda de PPK, RTK, puntos de control en tierra, es posible alcanzar precisiones de hasta 1 cm en el absoluto. 

Como regla general, la precisión de los levantamientos con drones es aproximadamente de 2 a 3 veces la resolución sobre el terreno del modelo. Así, si sus imágenes tienen una resolución de píxeles de 0,8 cm sobre el terreno (conocida como distancia de muestreo del terreno o GSD), la precisión esperada será de 1,5 a 2,5 cm.

Un ejemplo de esto se puede encontrar aquí.

¿Cómo funciona la fotogrametría con drones?

Fotogrametría con drones

Es bien sabido que si se ve una característica desde tres o más posiciones conocidas, se puede calcular la ubicación de las características en x, y y z con mucha precisión.

La fotogrametría con drones funciona exactamente con este método. El dron toma fotos superpuestas de un área con su cámara a bordo, y cada imagen tiene una geoetiqueta precisa de su posición x, y, z. Las imágenes y los datos del GPS se descargan del dron, y un software de fotogrametría como Pix4D o Metashape puede comparar cada imagen y calcular características únicas dentro de cada imagen (conocidas como puntos de enlace), que luego se unen en una "nube de puntos" que se explica con más detalle a continuación.

Para aumentar la precisión del estudio con drones, se pueden utilizar puntos conocidos sobre el terreno, denominados puntos de control del terreno (GCP), que se identifican en el software de fotogrametría para aumentar la precisión general del modelo. 

Otra forma de aumentar la precisión es utilizar la cinemática en tiempo real (RTK) o la cinemática de posprocesamiento (PPK), en las que la geoetiqueta generada a bordo del dron se corrige utilizando datos de una estación base GNSS independiente en tierra.

¿Cuáles son los resultados?

Nube de puntos

Las nubes de puntos son esencialmente la forma más sencilla de los modelos 3D. Son colecciones de puntos individuales trazados en el espacio 3D. Cada punto contiene varias medidas, incluidas sus coordenadas a lo largo de los ejes X, Y y Z, y a veces datos adicionales como un valor de color, que se almacena en formato RGB.

Nube de puntos con elevación (datos capturados por Marlyn Cobalt )

Ortofoto

Una ortofoto es una imagen aérea que ha sido corregida geométricamente para eliminar los efectos del terreno, las distorsiones resultantes del objetivo de la cámara y el ángulo y la altura desde los que se tomó la foto en el dron. El objetivo de una ortofoto es tener una imagen cosida en la que las medidas de distancia sean las mismas en toda la imagen, y con una referencia geográfica a la Tierra, de modo que cada píxel de la foto pueda utilizarse con precisión para realizar mediciones topográficas útiles.

Ortofotografía digital
Ortofoto (datos capturados por Marlyn Cobalt )

DSM

Mediante la triangulación de los puntos de enlace en cada imagen, la fotogrametría proporciona el rango (una distancia variable) a la Tierra. Por lo tanto, cada punto de la nube de puntos contiene un valor de elevación (z), que un MDS representa como una superficie 3D. El único inconveniente de un MDS es que este valor z puede proceder de la parte superior de los edificios, las copas de los árboles, las líneas eléctricas y otros elementos, que representan tanto los elementos naturales como los construidos en la zona del estudio.

Encuesta con drones DSM
Modelo digital de superficie (datos captados por Marlyn Cobalt )

DTM

Un Modelo Digital del Terreno (MDT) es un MDT en el que los datos del terreno se han mejorado eliminando los elementos del entorno construido, como edificios, árboles, etc., revelando los contornos exactos del terreno que hay debajo. Dependiendo de la zona, los datos de fotogrametría se pueden complementar con datos LiDAR o de prospección terrestre para aumentar la precisión del modelo del terreno. 

Modelo digital del terreno - superposición (Datos capturados por Marlyn Cobalt )
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¿Cómo ganan dinero los drones? 

Pero, ¿cómo afectan los drones al resultado final? Como todos los métodos de recopilación de datos, los vehículos aéreos no tripulados tienen su nicho en el que pueden marcar una gran diferencia. Incluso dentro del mundo de los drones, el tipo de dron también puede influir en el nicho en el que el retorno de la inversión es más fuerte, pero sobre todo los drones pueden hacer que su dinero se recupere en grandes áreas y corredores. Un ejemplo de esto se muestra en la siguiente tabla;


Drones de ala fija Drones multicópteros Métodos tradicionales de topografía
Cobertura de la zona por día 400 hectáreas 120 hectáreas 60 hectáreas
Días necesarios para cartografiar 1.000 ha 3 días 9 días 17 días
Costes de cartografiar 1.000 ha 4.500 EUR 13.500 EUR 25.500 EUR
Cobertura del corredor por día 15 km. 3 km no es comparable
Días necesarios para cartografiar un corredor de 30 km 2 días 10 días no es comparable
Costes de cartografiar un corredor de 30 km 3.000 EUR 15.000 EUR no es comparable
Comparación de costes y resultados de las encuestas

Por lo tanto, se puede ver que, a pesar de los 10.000 - 25.000 euros de coste inicial de un dron de topografía, esta inversión se puede recuperar en tan sólo 1 ó 2 semanas de topografía de una gran área del proyecto. 

En el ámbito de los proyectos de topografía, las formas en que los drones pueden generar beneficios son múltiples y sólo están limitadas por la imaginación del equipo del proyecto. La precisión y la exhaustividad de los datos de un estudio realizado con un dron aportan beneficios diferentes a las distintas aplicaciones. Por ejemplo, una mina sitio que conozca con exactitud el tamaño de sus reservas puede asignar con precisión cuántos camiones serán necesarios para transportarlas, o si se ha alcanzado el volumen suficiente para satisfacer los volúmenes requeridos. De este modo se garantiza el mínimo despilfarro y la máxima eficiencia de los recursos en sitio. 

Conclusiones

Por lo tanto, se puede decir que la tecnología de los drones ha madurado hasta un punto en el que ahora son un nicho eficaz para llevar a cabo tareas de inspección de mayor envergadura con un grado de precisión de inspección.

¿Está interesado en utilizar drones para su próximo proyecto? Póngase en contacto con sales@atmosuav.com y estaremos encantados de ayudarle a que su proyecto alcance mayores cotas.

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