Tratándose de
equipos que vuelan en forma autónoma, disponen de una estación de control para
pilotear la plataforma utilizando un enlace de radio. Todos los sistemas vienen
provistos con una cámara convencional para aficionados o semiprofesional
(aunque pueden incluir otros sensores), un receptor GPS y un sistema de
navegación inercial para determinar la trayectoria de las plataformas, conducirlas
sobre las líneas de vuelo planificadas y calcular la orientación externa de la
cámara en el instante de cada toma, datos indispensables para ajustar los
bloques de fotografías.
Plataformas
En cuanto a las
plataformas, las hay de dos tipos: aviones de alas fijas y multirotores. Las
diferencias principales entre ambas radican en que para los mini aviones es
necesaria un área de despegue y aterrizaje libre de obstáculos, en tanto que
para los multirotores no porque pueden ascender y descender verticalmente. Por
otro lado, los aviones de alas fijas al poder volar a mayores altitudes
permiten relevar áreas de mayor tamaño frente a las plataformas multirotor.
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Avión de ala fija
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Multirotor
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Planificación y vuelo
La planificación
del levantamiento es el paso más importante en la captura de datos, en la que
intervienen variables como:
- el acceso a la zona de trabajo y la determinación de los sitios de despegue y aterrizaje de la plataforma;
- el tamaño del píxel que condiciona la altura de vuelo;
- los porcentajes de superposición longitudinal y transversal de las fotos;
- el área de cobertura del vuelo; y
- la definición de la cantidad, distribución y emplazamiento de los puntos de apoyo en el terreno, su preseñalización y medición, siendo esta tarea necesaria en aquellos casos en que se requieran productos finales vinculados a un marco de referencia geodésico específico.
Respecto a la altura de vuelo cabe observar que para aquellas que se planifiquen por debajo de los 100 metros es importante inspeccionar en el terreno la presencia de estructuras elevadas como torres de líneas eléctricas de alta tensión, torres de comunicaciones, etc.
Sobre los puntos de
apoyo, lo ideal es que sean marcados inmediatamente antes del vuelo, colocando
señales de formas apropiadas en los casos de no disponer de suficiente cantidad
de detalles que puedan identificarse en las fotos. En cualquier caso, en estos
puntos deben determinarse sus coordenadas precisas en base a un levantamiento GPS
diferencial y su exactitud, como regla general, debe ser equivalente a 1/3 del
tamaño del píxel.
Cabe señalar que
algunos fabricantes han incorporado a sus equipos sistemas de posicionamiento cinemático en tiempo real (RTK) como una manera de mejorar la exactitud posicional de los datos de imagen
capturados, lo cual evita la necesidad de medir puntos de control en el terreno
para apoyar los vuelos o reducirlos a un mínimo indispensable.
En base a la citada
planificación, los sistemas comerciales ultralivianos incluyen dentro del
suministro programas que permiten generar automáticamente las rutas de vuelo y
las posiciones que corresponden a cada centro de toma de la imagen o foto (waypoints). Luego, dichos datos deben
ser almacenados para realizar el vuelo en forma automatizada, lo que permite
además realizar un control de calidad post vuelo, comparando la cobertura, waypoints y trayectorias calculadas con las
efectivamente realizadas.
Procesamiento y productos finales
El procesamiento
del conjunto de imágenes capturadas en el vuelo se realiza en dos pasos, el
primero es una triangulación aérea automatizada que crea una malla densa de
puntos homólogos superabundantes conectados y luego se realiza el ajuste del
bloque completo de imágenes, que difiere de su homólogo en la fotogrametría
convencional, en ser capaz no solo de resolver, sino además de optimizar los
datos de orientación o calibración externa e interna, en base a un sistema
superdimensionado. Finalmente, son generados los datos de calibración que
formarán la base de los resultados finales. Con la nube de puntos calculados se
determina el modelo digital de superficie (MDS) a partir del cual son creados
los mosaicos proyectando las imágenes sobre el referido modelo.
El producto final
más característico de estos vuelos son los mosaicos ortorectificados,
a partir de los cuales se pueden extraer como vectores (punto, línea, polígono) los objetos de
nuestro interés digitalizando sobre las imágenes para incorporarlos a un
sistema de información territorial.
Ortofoto resultante de un vuelo. Fuente: Cielito Drone, http://www.cielitodrone.com/
Si se combina la
ortofoto con el MDS, podemos disponer de una representación del terreno en tres
dimensiones, sobre la cual podemos navegar y visualizar desde diferentes puntos
de vista, sirviendo de apoyo para realizar mediciones sobre el modelo como si
recorriéramos el terreno levantando puntos con una estación total o receptor GPS.
Además, la representación 3D permite la detección mucho más fácil de los
elementos a levantar que la fotogrametría convencional.
Exactitudes
La exactitud en la
cartografía generada es equivalente a 1,5 píxel en planimetría y 2 píxeles en
altimetría, por lo que si el píxel es de 10 cm., en planimetría tendremos una exactitud
de 15 cm.
y en altimetría de 20 cm.
Los controles para evaluar la exactitud posicional de los productos finales deben
efectuarse a partir de una fuente de datos de mayor exactitud, en estos casos,
provenientes de un levantamiento GPS diferencial. A tal fin, deben tomarse
detalles perfectamente identificables en las fotos y en el terreno, siendo los
puntos de control determinados como un conjunto de datos independiente, es
decir que no hayan sido utilizados en el apoyo de campo para el procesamiento de
las imágenes.
Regulaciones en el uso de VANT
A instancias de una
recomendación de la
Organización de Aviación Civil Internacional, que pidió que
los países que dicten una normativa transitoria mientras el organismo redacta
una norma internacional para 2018, la Administración Nacional
de Aviación Civil (ANAC) de Argentina tiene en preparación un proyecto para
regular el uso de los VANT, habida cuenta que los usos civiles se han
incrementado notoriamente en los últimos años. Las normas en materia de
tránsito aéreo tienden a evitar la peligrosidad de los vuelos para las
personas, los bienes y la infraestructura. La privacidad es otro aspecto que
debe ser tenido en cuenta, al respecto la Dirección Nacional
de Protección de Datos Personales ha sacado la Disposición N°20/2015.
Contexto de uso y perspectivas
Para aplicaciones
catastrales como en muchas otras áreas, los VANT o drones no han venido a reemplazar a otras técnicas de levantamiento
sino a complementarlas. Si bien sus usos prácticos son incipientes, esta
herramienta permite alcanzar objetivos de trabajo en zonas focalizadas más que
en áreas extensas aunque con la más alta resolución, y sin tener que esperar el
tiempo que demanda gestionar y contratar un vuelo fotogramétrico tradicional o una
toma nueva de imagen satelital de alta resolución.
A modo de ejemplo,
mostramos a continuación el área de cobertura por vuelo aproximada que es
posible cubrir con el sistema Trimble UX5 considerando un 65% de superposición longitudinal:
Tamaño
de píxel sobre el terreno
(en
cm.)
|
Altura
media sobre el terreno (en mts.)
|
Cobertura
(en
has.)
|
20
|
625
|
1600
|
10
|
312
|
784
|
5
|
155
|
324
|
Pero una de las ventajas más importantes que ofrece la tecnología VANT, es ser una opción simple y rápida para capturar datos espaciales en el momento en que son necesarios, dada su baja dependencia de las economías de escala, ofreciendo oportunidades muy interesantes para el mantenimiento y/o actualización de datos catastrales de manera muy rápida, con calidad, flexibilidad y a bajo costo.
En nuestro país se ha podido observar que en
provincias como las de Buenos Aires, Mendoza y Tucumán, ya tienen a disposición
esta herramienta que esta siendo utilizada principalmente para la detección y
relevamiento de obras no declaradas, pero además con esta tecnología las
organizaciones catastrales están en condiciones de:
- mejorar la calidad de sus conjuntos de datos aprovechando la alta resolución que ofrecen los productos finales como los mosaicos ortofotográficos;
- realizar levantamientos a demanda, es decir cuando son necesarios, por ejemplo ante eventos climáticos o naturales que requieren operaciones de emergencia para capturar información del terreno para combinar con los datos catastrales existentes; y
- realizar en forma periódica un monitoreo de las zonas periurbanas o de mayor crecimiento en las ciudades, que no solo es una forma de hacer mantenimiento continuo sino que asimismo representa una contribución al control urbanístico.
Fuentes consultadas:
Lemmens, Mathias (2014). UAS for Mapping. En revista GIM
International, número especial sobre Sistemas Aéreos no Tripulados, págs. 12 a 18.
Op´t Eyndt, Tom & Volkmann, Walter (2013). UAS as a Tool for Surveyors. En revista GIM International Vol.27 – Abril de 2013,
págs. 20 a
25.
Télam (2014). La ANAC trabaja en un proyecto
para regular el uso civil de drones, http://www.telam.com.ar/notas/201409/79168-dron-drones-regulacion-aviones-no-tripulados.html
senseFly (2015), https://www.sensefly.com/drones/ebee.html
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