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UTILIZACION DE LOS RPAS EN GEOMATICA
Dª Ana Belén Bello Patricio
Presidenta COIGT Madrid
CEO Argentta Ingenieros S.L.Colegio Oficial de Ingeniería Geomática y Topográfica
¿Qué es UAS/RPAS?
UAV: Un vehículo aéreo no tripulado, comúnmente conocido como dron,
es una aeronave sin piloto.
UAS: Sistema aéreo no tripulado, resalta la importancia de otros
elementos aparte de la aeronave. Un UAS standard está compuesto por:
• Aeronave
• Sistema de control, por ejemplo Ground Control Station(GCS)
• Sistema de comunicaciones
RPAS (REMOTELY PILOTED AIRCRAFT SYSTEMS). Su vuelo es controlado
automáticamente por una unidad de control situada en la aeronave o por
control remoto desde el terreno.
Los Inicios
� Primera fotografía aérea (1858):
Gaspard Tournachon, “Nadar”(1820-1910)
Los Inicios
� Palomas:2ª GUERRA MUNDIAL
Los Inicios
� Ala fija, 1979Przybilla & Wester-
EbbinghausAltura de vuelo 150 m.Velocidad 11 m/s
� Helicóptero, 1980Wester-EbbinghausAltura de vuelo 10-100 m.
Clasificación
Ala flexible Ala fija Ala giratoria
Sin
en
erg
ía
Balones
Ala Delta
Parapente
Cometa
Planeador Cometa giratoria
Co
n e
ner
gía
Dirigibles ParapenteHélice
Motor propulsión
Helicóptero
Coaxial
Quadrotor
Multi-rotor
Más pesados que el aireMás ligeros que aire
Van Blyenburgh, 1999.
UAVs según motorización y peso
UAV de Ala Fija
Sistemas de Lanzamiento
Sistemas de Aterrizaje
UAV de Ala Fija
UAV de Ala Rotatoria
Características
� 1 rotor / Coaxial: Experiencia en pilotaje y
problemas con las vibraciones
� Quad-rotor / Multirotor:
– Mayor versatilidad y portabilidad.
– Menor capacidad de carga.
– Menor velocidad y autonomía
UAV de Ala Rotatoria
� SOLUCION DE ALA FIJA:– Grandes áreas abiertas
– Cartografía horizontal
– Mayor rendimiento de captura
� SOLUCIONES MULTIRROTOR:– Pequeñas áreas abiertas o
cerradas
– Cartografía vertical y horizontal
– Inspecciones visuales
Diferentes aplicaciones, diferentes soluciones
Clasificación
RPAS/UAV:
Foco
Conocimiento de los elementos clave a considerar al elegir un UAS cuyo objetivo sea la precisión
O Todos los UAS del mercado vuelan y tienen cámaras
O comparación de especificaciones técnicas e intentar entender los elementos diferenciales
Determinando los elementos clave
que influyen en la calidad de los datos
Comparativa de proyectos ilustrando
esas influencias
Elementos importantes a considerar para obtener una buena calidad métrica
Flight Behavior
Sensor Size
OptimizedCamera
Processing Software
Foco
Sensores
� RGB
� Multiespectral
� Térmicos
Características de las cámaras RGB
APS-C23.40 x 15.60 mm
1/1.7”7.60 x 5.70 mm
full frame
APS-C
full frame
1/1.7”
Focal Fija
Resolución
Tamaño del sensor
APS-C 23.40 x 15.60 mm
Tamaño del SensorRelación señal / ruido
1/1.7” 6.16 x 4.62 mm
Tamaño del SensorRango Dinámico
APS-C 23.40 x 15.60 mm1/1.7” 6.16 x 4.62 mm
APS-C 23.40 x 15.60 mm1/1.7” 6.16 x 4.62 mm
Tamaño del SensorSensibilidad
Velocidad 80 km/h Velocidad inferior
Vuelo
Baja velocidad� “Dancing in the
air”
• Reducción del recubrimiento
• Huecos sin datos
Alta velocidad� Estabilidad en la
adquisición de imágenes
• Datos consistentes
Velocidad 80 km/h
Estabilidad en la toma
Velocidad inferior
“Shaky � Image blur”
Vuelo
Tamaño del sensor
Gran tamaño de sensor
Tamaño de sensor menor
• Alta sensibilidad
• High dynamic range (alto
contraste en zonas de luz y
sombra y reducción de zonas
con sobreexposición)
• Relación señal/ruido
• Baja calidad de colores de la ortofoto
• Zonas con sobreexposición(carretera y tejado) Menos tie
points� Peor precisión
Data acquisition system
Distorsión de un terreno horizontal sin usar GCPs
Sistema Optimizado para Fotogrametría Otra Solución
• Estabilidad en el vuelo
• Tamaño de sensor
• Geometría de la cámara
optimizada
• Vuelo inestable
• Sensor pequeño
• Cámara convencional
UAS Trimble UX5Otro UAS
11,3
1,1 2
1,7
5,2
Errores en x GSD
XY - Average
Z - Average
Z - Max
Project GSD: 2.4cm
PRECISIÓN FINAL
VUELO FOTOGRAMETRICO: con puntos de control
H= altura elipsoidal
H= altura ortométrica
N= altura geoide
Medida de PC y su relación en las imágenes
La orientación absoluta en el
sistema de coordenadas de tierra
se realiza mediante coordenadas
de PC
Mala distribución de puntos de control
modifican los resultados del modelo digital
VUELO FOTOGRAMETRICO: sin puntos de control
Esto se puede lograr gracias a la
evolución tecnológica en la
miniaturización y las mejoras de
antenas multi-frecuencia GNSS y
receptores montados en los
UAV.
Bien con una antena de base fija
en el terreno, para trabajar en
RTK o sin ella, para trabajar en
PPK, se puede conseguir buenas
precisiones de GSD, si las
diferencias de alturas nos son
muy grandes.
En caso contrario, se puede
resolver volando en diagonal la
misma zona, a distinta altura,
para mejorar los parámetros de
calibración de la cámara.
APLICACIONES EN GEOMÁTICA
• Levantamientos cartográficos.
• Catastro y propiedad.
• Ingeniería civil (mediciones, seguimiento de obras, as-built, as-is).
• Control de deformaciones (infraestructuras y edificación).
• Emergencias y control de riesgos (desastres naturales).
• Medioambiente (vertederos) y geología (sedimentación).
• Cambio climático (glaciología).
Cartografía Castillo Vaxholm (Suiza)
CARACTERÍSTICAS
GSD 3,8 cm
Altura 120m
Fotos 126
UX5
Levantamiento Catastral El EjidoPlanificación con topográficos iniciales
CARACTERÍSTICAS
GSD 2.4 cm
Altura 75m
Fotos 365
UX5
Infraestructuras Canarias
Modificación de un enlace de carreteras
CARACTERÍSTICAS
GSD 2.4cm
Altura 75m
Fotos 826
UX5
!!! Vuelo realizado el 19/12/2013 ¡¡¡
CARACTERÍSTICAS
GSD 2.4cm
Altura 75m
Fotos 1135
UX5
Infraestructuras Canarias
Modificación de un enlace de carreteras
Carreteras Fuerteventura
Seguimiento de obras, Certificaciones
CARACTERÍSTICAS
GSD 2 cm
Altura 75m
Fotos 1275
UX5
Carreteras Fuerteventura
Seguimiento de obras, Certificaciones
CARACTERÍSTICAS
GSD 2 cm
Altura 75m
Fotos 1275
UX5
DESASTRES NATURALES
1ª Zona
Crítica
DESASTRES NATURALES
Cisterna con Agua potable
Pala Cargadora
Volquete
Corte de la calle, daños en el Badén y acumulación de roca
y lodo
Corte de la carretera Central
por acumulación de roca y lodo
DESASTRES NATURALES
Arqueología y PatrimonioGuerra Civil Española. Pinto. Madrid
CARACTERÍSTICAS
GSD 2.4 cm
Altura 75m
Fotos 365
UX5
Arqueología y PatrimonioGuerra Civil Española. Pinto. Madrid
CARACTERÍSTICAS
GSD 2.4 cm
Altura 75m
Fotos 365
UX5
Arqueología y Patrimonio
Guerra Civil Española. Pinto. Madrid
CARACTERÍSTICAS
GSD 2.4 cm
Altura 75m
Fotos 365
UX5
Castillo de San Ferrán
CARACTERÍSTICAS
GSD 1 cm
Altura 75m
Fotos 1385
UX5 HP
Arqueología y Patrimonio
Vertedero. Madrid
Evolución, Cubicación, Inventario de Activos…
CARACTERÍSTICAS
GSD cm
Altura 150m
Fotos 248
UX5
MEDIOAMBIENTE
Antártida Española
Planificación B.A.E. Juan Carlos I
CARACTERÍSTICAS
GSD cm
Altura 150m
Fotos 248
UX5
CAMBIO CLIMATICO
Modelo digital de superficie 3D
CARACTERÍSTICAS
GSD cm
Altura 150m
Fotos 248
UX5
CAMBIO CLIMATICO
Control y Evolución de Grietas en Glaciares
SITUACION DEL PILOTO LIMITE DE SEGURIDAD
Antártida Española
CAMBIO CLIMATICO
Modelo Desprendimiento Frente Glaciares (Glaciar Johnsons)CARACTERÍSTICAS
Altura 510 m
Antártida Española
CAMBIO CLIMATICO
Mina de Sepiolita Aragón
Ortofoto obtenida 3cm/pixel
CARACTERÍSTICAS
GSD 2cm
Altura 100m
Fotos 1205
UX5
MINERIA A CIELO ABIERTO
Nube de puntos obtenidos (I)
Mina de Sepiolita AragónCARACTERÍSTICAS
GSD 2cm
Altura 100m
Fotos 1205
UX5
MINERIA A CIELO ABIERTO
MINERIA A CIELO ABIERTO
Mina en Argentina362 imágenes
200 altura vuelo
6,4 GSD
MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIÓN
Colegio Oficial de Ingeniería Geomática y Topográfica