UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN Facultad De Geología, Geofísica y Minas Escuela Profesional De Ingeniería De Minas
“LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO POR DRONES”
CURSO: TOPOGRAFIA TOPOGRAFIA GENERAL GENERAL
PROFESOR(A): ING. RAMIRO EDUARDO DEZA GUZMÁN ALUMNO(S): …
Pacco Calla Cesar Adolfo Supo Ticona Angel Daniel Triveño Huamani Huamani Jhonatan Jhonatan Paucar Oviedo Erick Paul
……..
CICLO: II
FECHA: AREQUIPA 8 DE NOVIEMBRE DE 2017
Contenido INTRODUCCION..................................................................................................................................3 OBJETIVOS..........................................................................................................................................4 OBJETIVO OBJETIVOS 1.
GENERAL............................................................................................................................4 ESPECÍFICOS......................................................................................................................4
GENERALIDADES..............................................................................................................................5
1.1 ¿QUE ES UN DRONE?.....................................................................................................................5 2. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS DRONES............................................................................5 3. CLASIFICACION DE LOS DRONES.....................................................................................................6 4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DRONES...................................................................................6 4.1 Ventajas de los DRONE..................................................................................................................6 4.2 Desventajas de los DRONE. ..........................................................................................................7 5. APLICACIONES TECNOLOGÍA DRONE EN LA TOPOGRAFIA..............................................................7 6. METODOLOGIA............................................................................................................................. 7 7. CONCEPTO DE FOTOGRAMETRIA....................................................................................................8 8. PRECISION……………… .………………………………………………………………………………………………………………… 8 8.1 INTERNA O RELATICA…………………………………………………………………………………………………………… .. 8 8.2 ABSOLUTA………………………………………………………………………………………………………………………………. 8
INTRODUCCION
La tecnología siempre ha hecho parte de la evolución del hombre y en el desarrollo de sus procesos metodológicos, para la toma de datos y medición en las áreas de las ciencias exactas podemos observar la creación de nuevas tecnologías que ofrecen una mayor versatilidad y nuevos campos de estudio hasta el momento desconocidos o difíciles de alcanzar. Al unir la tecnología Drone con los nuevos conceptos de modelación de terrenos y espacios en conjunto con los nuevos software y existentes se logra un gran avance, debido a la versatilidad y economía de los procesos hasta ahora desconocidos, los factores de seguridad y comodidad, la agilidad con la que se lleva a cabo estos procesos de reconocimiento. En general la mayor parte de las nuevas tecnologías y descubrimientos del ser humano han sido impulsadas y financiadas con fines militares o de defensa, es así como La fotografía o escáner, la cartografía, la fotogrametría, han ido implementando nuevas tecnologías para incrementar su rendimiento en labores en campo que aminoren los costos y el riesgo humano al poner tripulantes en una aeronave. Uno de los inventos de esta época es el DRONE o VANT (Vehículo aéreo no tripulado).
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL.
Conocer acerca de las nuevas tecnologías y hacer una descripción de los DRONE o VANT (Vehículo aéreo no tripulado), sus orígenes, sus aplicaciones, sus objetivos, sus ventajas y sus desventajas en el área de la topografía e ingeniería civil.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Identificar varios de los métodos utilizados para hacer reconocimientos topográficos. Mostrar cómo se han unido los conceptos de la topografía, la cartografía, la fotogrametría y la tecnología Drone para ofrecer más agilidad y comodidad en la representación de un sitio de estudio.
Conocer de qué manera afecta esta nueva tecnología los diferentes procesos de la topografía y la representación del terreno: en cuanto a rendimientos, economía, velocidad y el medio ambiente.
Conocer los nombres y aplicación de este tipo de aparatos modernos, usados como herramientas para vigilancia, la fotogrametría y la producción de cartografías entre otras más ciencias.
Indagar acerca de nuevas y recientes tecnologías alternas a la fotogrametría como medio para definir las características de objetos en el espacio y particularmente sobre la tierra.
Lograr una nota significativa en esta actividad como requisito para aprobación de la materia Topografía cursada actualmente en la ESING.
1. GENERALIDADES 1.1 ¿QUE ES UN DRONE?
La sigla DRONE que traduce: (zángano) Aeronave no tripulada, robot aéreo entre otros, el término se adaptó para el lenguaje Español, pero en realidad su nombre original en idioma Ingles es: UAV “Unmanned Aerial Vehicle” o UAS “Unmanned Aerial System”. Inicialmente
estos dispositivos fueron diseñados para uso militar, ya que permiten hacer misiones de vuelo sin tripulantes guiados a control remoto desde tierra sin sacrificar la seguridad de un piloto.
Fig 1. Drone en vuelo
2. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS DRONES. Un DRONE es clasificado como un vehículo aerodinámicamente con características especiales y muy parecidas a un avión, algunos por ejemplo los de uso militar tienen dimensiones relativamente grandes similares a las de aviones de combate, esto les permite tener la rigidez y capacidad para portar armamento, equipos de comunicaciones, hardware especializado y combustible. En la siguiente se muestran gráficamente las características esenciales q lleva un drone:
Fig2. Características esenciales de un drone
3. CLASIFICACION DE LOS DRONES. 1- Blanco: sirven para simular aviones o ataques enemigos en los sistemas de defensa de tierra o aire. 2- Reconocimiento: enviando información militar. Entre estos destacan los MUAV (Micro Unmanned Aerial Vehicle) tipo avión o helicóptero. 3- Combate (UCAV): para combatir y llevar a cabo misiones que suelen ser muy Peligrosas. 4- Logística: diseñados para llevar carga. 5- Investigación y desarrollo: en ellos se prueban e investigan los sistemas en desarrollo. 6- UAV comerciales y civiles; son diseñados para propósitos civiles, filmar películas, entretenimiento y purificar el aire (ZED CORP). 4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS DRONES. 4.1 VENTAJAS DE LOS DRONE 1- Posibilidad de uso en áreas de alto riesgo o de difícil acceso. 2- No requiere la actuación de pilotos en la zona de combate. 4.2 DESVENTAJASDE LOS DRONE A continuación se mencionaran las principales desventajas producto del uso de un drone: 1- Retraso entre la emisión de instrucciones y su recepción, para su proceso y ejecución, lo que en condiciones críticas puede ser fatal para la aeronave. 2- Influencia en su funcionamiento por los fenómenos físicos, como la actividad solar, mal tiempo, tormentas de rayos, la cual produce cambios en la ionosfera. 3- Capacidad de vuelo limitada por el tipo de combustible, fuente de energía, tamaño, alcance y su sistema de navegación. (wikipedia.org, 2012.) (fenercom.com, 2015). 4- El alto coste de su adquisición y mantenimiento (30 veces superior a su equivalente tripulado).
5. APLICACIONES TECNOLOGÍA DRONE EN LA TOPOGRAFIA. Las aplicaciones de La tecnología DRONE, dentro de la ciencia de la topografía y la ingeniería civil son de gran utilidad y su campo de acción es extenso ya que es de gran importancia su desarrollo y toma de datos, estos son los campos de acción.
Internet: distribución de señal gratuita de internet Cartografía: realización de ortofotomapas y de modelos de elevaciones del terreno de alta resolución. Agricultura: gestión de cultivos. Cine y deportes extremos. Servicios forestales: seguimiento de las áreas boscosas, control de incendios. Geología. Hidrología. Topografía Medio ambiente: estado de la atmósfera. Control de obras y evaluación de su impacto. Seguimiento de la planificación urbanística. Gestión del patrimonio. Seguridad y control fronterizo. GIS en topografía
6. METODOLOGIA. Un levantamiento topográfico mediante drones se basa en la utilización de los rayos de la luz del sol reflejados por los objetos de la superficie de la tierra, lo cual ocurre en la porción visible (RGB) del espectro electromagnético. Dichos rayos, llamados también la reflectancia, son capturados en fotografías aéreas por el combo cámara-GPS instalado en un Drone. Las medidas de los objetos, incluyendo la altura del terreno se calculan a partir de la fotogrogrametria (relaciones de medidas en triángulos semejantes de distancias en fotos vs distancias en terreno). 7. CONCEPTO DE FOTOGRAMETRÍA Básicamente la Fotogrametría consiste en medir sobre fotografías, al trabajar con estas se obtiene información sobre la geometría del objeto ósea información bidimensional.
Al trabajar con dos fotos de la zona en común, podremos obtener visión estereoscópica o información tridimensional. Como resultado de estos procesos la fotogrametría es el proceso de medición de coordenadas 3D, que utiliza fotografías u otros sistemas de percepción remota junto con puntos de referencia topográficos sobre el terreno, como medio fundamental para la medición. Procesando la información en los software destinados para la fotogrametría, se obtienen nubes de puntos con lo cual se genera el modelo digital del terreno DTM, los cuales son evaluados por la persona interesada en la información. La fotogrametría con Drones se ha convertido en una herramienta rápida para obtener datos de campo, aunque lamentablemente se ha tratado de desplazar la mano de obra humana afirmando que estos equipos pueden reemplazar a los topógrafos de campo, tal vez en un futuro cercano se logre, pero por lo pronto se ha demostrado que aunque esta técnica arroja resultados relativamente buenos, aún no se ha logrado precisiones superiores a los 20cm en condiciones ideales, agregando a esto la precisión en coordenadas (Z) de los sistemas GPS que actualmente no es tan alta como en (X,Y). 8. LA PRECISIÓN. Existen dos tipos 8.1 Interna o Relativa: Se define como el error que existe en la posición relativa entre dos puntos dentro de la zona del levanta-miento y su correspondiente en la realidad; esta precisión es del orden de 10 cm y depende de la altura de vuelo, el traslape delantero y lateral del vuelo, usado para tomar las fotos y la utilización de líneas de vuelo ortogonales o unidireccionales. En general es mucho mayor que la precisión absoluta. 8.2 Absoluta: Se define como el error que existe entre un punto del levantamiento y ese mismo punto medido, respecto a un punto de referencia de la red geodésica nacional (Magna Sirgas), este error es del orden de cm, el error en Z ( altura) es de 3 veces el error en XY, y se mejora colocando puntos de fotocontrol, tomados con estación topográfica o gps submétrico en la zona de mapeo para que sean capturados en las fotos tomadas durante el vuelo. Este error puede bajar al orden de 3 cm en XY y a 9 cm en Z, con el uso de 3 a 5 puntos por cada 100 Ha. Dichos puntos de foto-control son en general provistos por el contratante del vuelo.
9. CONCLUSIONES
Esta tecnología está siendo aplicada en variadas industrias, en un rápido proceso de maduración. Su uso permitirá una mejora en los procesos de control, minimizando costos Asociados a la operación La evolución de los drones ha sido posible gracias a la expansión de estos en el área militar, es así que fueron creados con propósitos bélicos y de autodefensa no obstante tuvo un gran avance y trascendencia la Segunda Guerra Mundial, los drones tuvieron una una expansión tecnológica Los vehículos aéreos no tripulados como los DRONES permiten llevar a cabo trabajos que hasta hace poco tiempo sólo era posible realizar con medios tradicionales muy costosos (topografías tradicional o topografía aérea). Con la introducción de los drones es posible aumentar la la productividad, con costos mucho menores de tiempo y dinero Los topógrafos tradicionales también pueden complementar su trabajo con un modelo topográfico generado por un dron. Se puede generar este modelo al principio del proyecto, obteniendo una escena 3D realista que se integra sin problemas en herramientas de software estándar como ArcGIS o Revit. Una vez obtenido este primer modelo, el desarrollo de la obra puede medirse con estaciones tradicionales e incorporarse al primer escenario 3D, haciendo las medidas más comprensibles para los usuarios finales. La fotogrametría y la topografía son parte esencial de cualquier obra de infraestructura antes, durante y después del proceso constructivo, es de vital importancia conocer la morfología del sitio y la ubicación con respecto a un sistema de referencia y apoyado con imágenes del sitio a estudiar y posterior a esto la representación gráfica del sitio con todos sus elementos. La fotografía aérea es de gran ayuda en los procesos de toma de datos, diseño y proyección de cualquier actividad relacionada con la ingeniería, aunque no reemplazará del todo la topografía convencional, sobre todo en el proceso de replanteo de las obras propuestas.
Bibliografía
Aponte, A. (22 de 03 de 2015). Recuperado el 7 de Noviembre de 2017 de http://www.kienyke.com/politica/los-drones-se-salieron-de-control-en-colombia/ fenercom.com. (05 de 05 de 2015). Recuperado el 7 de Noviembre de 2017 de http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Los-Drones-y-sus-aplicaciones-a-laingenieriacivil-fenercom-2015.pdf wikipedia.org. (22 de julio de 2012.). Recuperado el 7 de Noviembre de 2017 de https://es.wikipedia.org/wiki/UAV_civil Cartografía. (7 de agosto de 2010). Recuperado el 7 de Noviembre de 2017 de http://blog.fundacionlaboral.org/tag/drones-topografia/ Drones Producciones (4 de Febrero de 2002). Recuperado el 7 de Noviembre de 2017 de https://www.droneproducciones.com/uso-de-los-drones-en-levantamientos-topograficos/
