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Archivos Mensuales: mayo 2016

Ventajas e inconvenientes de la fotogrametría con drones

Aunque la inmensa mayoría de personas asocian el uso de drones al sector audiovisual, bien es cierto que cada vez más empiezan a conocer sus otros muchos usos. Uno de los más relevantes es el uso en topografía y cartografía, realizando la técnica llamada fotogrametría para hacer levantamientos 3D, cálculos de volúmentes etc.. En este post vamos a hablar de las ventajas e inconvenientes de la fotogrametría con drones, explicándolo a aquellos que no saben mucho sobre este tema de una forma sencilla y entendible.

Los drones portan cámaras fotográficas y de vídeo. Esto viene bien desde luego para capturar imágenes aéreas pero también para que estas imágenes, concretamente fotografías, sirvan para obtener modelos que den una serie de datos muy útiles en muchos campos. Veamos un ejemplo práctico:

Imaginemos una mina de carbón, en la cual se apilan una serie de montones al ser extraído el material. Actualmente un equipo de topógrafos andando y de forma manual, realizan una serie de cálculos matemáticos para estimar el volumen que tiene cada montón. La precisión de estos cálculos tiene errores importantes que en general son asumidos como algo normal. Con los drones y marcando previamente una serie de puntos de control, se pueden obtener cálculos increiblemente precisos del volumen exacto. Además, un drone puede hacer en una mañana el trabajo que harían varios técnicos durante una semana o más. En algunos casos en el sector minero, además se suma la peligrosidad de algunos trabajos con materiales tóxicos, lo que permite con los drones reducir considerablemente los riesgos laborales.

El proceso consiste en el vuelo y captación de fotografías en primer lugar. Luego dichas imágenes son procesadas mediante programas específicos para la obtención de los modelos 3D y Ortomosaicos, como Pix4D o Agisoft PhotoScan. Con este tipo de programas es posible obtener una precisión de hasta 1 centímetro en planimetría gracias a la inclusión, como hemos comentado en el ejemplo, de puntos de apoyo tomados por GNSS topográfico. Los ortomosaicos obtenidos pueden alcanzar hasta 1 centímetro de GSD (Ground Sample Distance), es decir, un píxel de la imagen generada representa un cuadrado de 1 centímetro de lado en la realidad. Precisiones idóneas.

Por otro lado, mediante programas SIG (Sistemas de Información Geográfica) es posible tratar los resultados para poder medir coordenadas, distancias, áreas, e incluso volúmenes. Además, es posible generar curvas de nivel, realizar perfiles, y elaborar MDE (Modelo Digital de Elevaciones).

Las diversas VENTAJAS son notables. Entre ellas podemos encontrar las siguientes:

La seguridad del topógrafo, la ventaja más destacable. Antes, el topógrafo necesitaba poder tomar puntos de acopios de material, por lo que debía ascender hasta la cota más alta de este, recorrer un talud con gran pendiente para poder representarlo, etc. con la posibilidad de resbalar o con el desafortunado resultado de hundirse en el acopio.

La eficiencia. Mediante el vuelo del drone se pueden conseguir millones de puntos con color; mientras que antes el topógrafo debía ir observando punto por punto, obteniendo solamente unas coordenadas en las que difícilmente podría conseguir 500 puntos por jornada. De esta manera, la superficie queda mejor representada y es posible obtener un MDE que se ajuste más a la realidad.

El valor visual. Nace la posibilidad de disponer de un documento gráfico con un histórico en el que se puede apreciar el avance como posible aval a futuras reclamaciones o simplemente para un análisis visual. De esta forma, es posible comparar visualmente la cantidad de material que ha variado en un almacén.

Los plazos de entrega. Se consigue reducir el tiempo de procesado y, por lo tanto, los costos de trabajo disminuyen. Hace años, los vuelos fotogramétricos mediante aviones específicamente acomodados a este trabajo daban plazos de entrega de aproximadamente 1 mes. Mediante un vuelo de un drone y la toma de puntos de apoyo, este tiempo se reduce a días.

Las desventajas, aunque escasas, han de ser tenidas en cuenta. Algunos ejemplos son:

La distancia de vuelo. Está limitada por la ley vigente en España. Actualmente esta distancia viene marcada en 500m de distancia respecto al punto de despegue para un vuelo BVLOS para un drone que se encuentre entre 2 y 25kg. Para el caso de un drone que su peso al despegue sea menor de 2kg esta distancia vendría dada por el radio de alcance de la emisión de radio de la estación de control.

La altura máxima. Al igual que en el punto anterior, la altura máxima está limitada en el ámbito español a 120 metros.

La batería, la desventaja más importante. Las baterías suelen dar un tiempo de vuelo limitado. Bien es cierto que es el componente que más se está investigando en la actualidad para poder dotar de más tiempo de vuelo al drone.

Aunque lo anterior dificulta la forma más eficiente de trabajo, se soluciona de manera sencilla con la inclusión de un par de baterías de repuesto con las que poder realizar varios vuelos, ya que aún teniendo una larga duración de batería seguiríamos teniendo la dificultad de la restricciones de distancia y altura. Pese a todo, lo que parece una desventaja a día de hoy suele ser lo más sencillo de realizar, dado que la mayoría de localizaciones que requieren este tipo de trabajos se encuentran alejados de núcleos urbanos y en medio de la “nada”.

Las áreas de estudio son inmensas, desde canteras, minas, vertederos, seguimiento de obras, arqueología, cartografía, restitución fotogramétrica…

Origen: Drone Spain

 

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