Fotogrametría vía multirrotor aplicada a topografía de carreteras (Parte 1)

Como se abordó en otras entradas, la fotogrametría actualmente representa un valioso recurso para representar -de manera económica y certera- datos relacionados a elevaciones del terreno con una resolución muy alta; llegando hasta los 2 cm de resolución espacial en planimetría y de hasta 10 cm de altimetría.

En la presente entrada, se abordará un proyecto de fotogrametría vía multirrotor aplicada a topografía de carreteras desde su inicio hasta culminación para mostrar las capacidades técnicas de los levantamientos multirrotor.

El proyecto consiste en el levantamiento de un entronque con Paso Inferior Vehícular (PIV) y vegetación de Bosque de Montaña. Para realizar el vuelo se empleó un multirrotor de la Marca DJI Modelo F450, cabe destacar que el multirrotor solo representa la plataforma donde se monta la cámara, por lo que las características del Multirrotor o sus capacidades técnicas sólo impactan el resultado en los tiempos de entrega y cobertura de superficie. 

El área proyectada tiene una superficie de 20 ha. Por lo que se planeo un programa de vuelo con 9 líneas de vuelo, capturando un aproximado de 1,000 fotografías.

Posterior al sobrevuelo, se realizó el procesamiento de gabinete. En el cual se alinearon 932 fotografías, generando una nube de puntos o Modelo Digital de Superficie con un total de 25,757,804 puntos; que en 200,000 metros cuadrados que existen en 20 Ha, se obtiene un promedio de 128 puntos por metro cuadrado -Valor tangiblemente mayor a los resultados obtenidos en tecnologías LIDAR-.

Es a partir de la creación del Modelo Digital de Superficie, que se generan los productos geográficos necesarios para los estudios topográficos generados a través de esta tecnología.

Entre los principales productos y resultados se tienen:

Ortofotos

Las ortofotos son imágenes creadas a partir de la unión georreferida de imágenes capturadas por distintos sensores y permiten realizar mediciones con un gran nivel de precisión.

Las ortofotos son ideales como referencia en planos y mapas y constituyen uno de los principales insumos generados por la empresa.

Modelos Digitales de Superficie

Un Modelo Digital de Superficie (MDS) es una representación visual y matemática de los valores de altura con respecto a un banco de nivel de un área en particular. Permite identificar formas del relieve y los elementos que conforman el paisaje. Cabe destacar que los MDS generados por este método cuentan con gran similitud con los MDS generados por métodos láser con el LIDAR, con la diferencia de la dispersión de puntos, ya que a través de estos métodos -y en el caso particular del presente ejercicio- se logró una densidad de 128 puntos por metro cuadrado.

Modelado de un Tarro Alemán

Para probar las capacidades del modelado tridimensional aplicando procesos de fotogrametría y creación de nubes de punto densa, se procedió a realizar un proyecto de modelado de un Tarro Alemán con grabados en toda su Geometría.

Para el proyecto se realizaron 170 tomas a nivel de piso en diferentes ángulos y posiciones, de manera que las fotografías abarcaran, en medida de lo posible, la mayor superficie y detalles del Tarro; para posteriormente realizar una alineación básica de las imágenes en software especializado en modelado.

A continuación se procedió con el modelado de la nube de puntos, equivalente al Modelo Digital de Superficie, y la triangulación posterior. Los resultados resultan impresionantes, mostrando detalles a nivel milimétrico sobre la imágen.

Conclusión

La modelación de elementos tridimensionales empleando fotografías es una poderosa herramienta. El empleo de distintas plataformas como Multirrotores, Autos, Barcos o a pie complementa de manera sustancial los estudios, sin embargo, representan tan solo la plataforma y la base de las técnicas de modelado.

Qué es Geomática?

La palabra geomática (geo “tierra” y mática “informática”) tuvo su origen en 1982 en la revista “Le géométre Canadien” por Michel Paradis, un agrimensor quién sugirió –debido a la creciente necesidad de información geográfica- ampliar e integrar una nueva disciplina a las ya tradicionales respecto a la toma, captura, tratamiento y almacenamiento de datos. En 1986 la Universidad Laval en la provincia de Quebec comenzó a impartir la carrera de ingeniería geomática, y posteriormente en otras universidades de Canadá. 

En la segunda mitad del siglo XX hubo un desarrollo en los procedimientos, métodos y técnicas y por lo tanto cambios cualitativos y cuantitativos en la demanda y oferta de datos que satisficieran la necesidad de la sociedad. La disponibilidad de información, así como la actualización de estos fue evolucionando desde los métodos convencionales hasta los que hoy en día se utilizan.

Actualmente, la geomática es un término científico de reciente acuñación y se describe como la medición, gestión, captura, almacenamiento, procesamiento y publicación de información con un componente geoespacial. 

Sin embargo es erróneo definir a la geomática como sólo el proceso de adquisición o publicación de datos, cuando una parte integral de esta es el estudio, análisis, desarrollo e implementación de la información recolectada aplicada a diversas ramas de la ciencia. Más aún cuando los resultados tienen aplicación en la vida cotidiana, un claro ejemplo de ello es el uso de los sistemas de información geográfica para tomar la mejor ruta de transporte sin tráfico. 

Todas aquellas actividades que requieran la toma de decisiones, planificación o gestión del territorio necesitan ser estudiadas desde diversos ángulos que permitan involucrar todas las variables que intervienen, y es ahí precisamente donde la geomática responde a estas necesidades desde la adquisición de información a través de técnicas de topografía, plataformas satelitales o drones para fotogrametría para su posterior estudio mediante análisis matemático y procesamiento de datos y su futura publicación y aplicación. 

Todo ello para dar respuesta a la necesidad de conocer y entender las relaciones existentes entre el medio biótico y abiótico con el ser humano, generando información y aplicaciones que permiten la convivencia y estabilidad del entorno.

-Pamela