Viabilidad técnica de productos cartográficos de alta resolución con vehículos aéreos no tripulados y sensores livianos aplicados a la ingeniería
- Autores: Inmaculada Clavero Rumbao
- Directores de la Tesis: Francisco Javier Mesas Carrascosa (dir. tes.), Alfonso García-Ferrer (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Emilio Meroño de Larriva (presid.), Juan José Ruiz Lendínez (secret.), Israel Quintanilla García (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Agraria, Alimentaria, Forestal y del Desarrollo Rural Sostenible por la Universidad de Córdoba y la Universidad de Sevilla
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. introducción o motivación de la tesis Los avances tecnológicos en sectores como el agronómico, forestal, arqueológico, civil, etc. están suponiendo una revolución debido a la utilización de nuevas tecnologías con la finalidad de optimizar recursos y minimizar los costes. Desde el año 2000 hasta la actualidad, el desarrollo y uso de las plataformas aéreas no tripuladas ha sido muy importante, debido a que no solo se han usado en el sector militar sino también en el sector civil. El uso de estas plataformas y los avances experimentados en los sensores a bordo de éstas, permiten obtener información actualizada, así como generar productos que ayuden a la toma de decisiones. La variedad de sensores a emplear a bordo de una plataforma aérea no tripulada es similar a la existente para las plataformas convencionales, destacando cámaras RGB, multespectrales, hiperespectrales, térmográficas, LiDAR y de video (Colomina et al., 2014). La gran diferencia se encuentra en la dimensión y peso de los sensores que debido al avance en la miniaturización de los sensores es posible la integración de los mismos en dichas plataformas.
En este sentido, cada vez más estas plataformas se están convirtiendo en herramientas con las cuales es posible obtener información en el momento que se desee y a menor coste, comparado con los satélites remotos o las plataformas tripuladas. Las ventajas a destacar de estas plataformas aéreas no tripuladas son la resolución espacial y temporal, además del bajo coste de adquisición y en operación, además de la posibilidad de usarse en ambientes de cierta peligrosidad y de difícil acceso (Escalante y Porras, 2016). La definición de la configuración del vuelo, así como de los parámetros que influyen resulta imprescindible para alcanzar los objetivos propuestos y obtener resultados satisfactorios que faciliten la gestión y ayuden a definir las actuaciones pertinentes a llevar a cabo en función del ámbito de aplicación.
La fuerte entrada de las plataformas aéreas no tripuladas en el sector de la geomática ha motivado la evaluación geométrica de los productos generados (ortofotografías y modelos digitales) para ver bajo que condiciones son usados (Atkinson et al., 2007) y si dichos productos cumplen o no unos requisitos o especificaciones en el proceso de evaluación de la calidad (Ariza y Atkinson, 2006). Esta evaluación se realiza a través de unas normas o estándares basados en la estadística como herramienta básica para llevar a cabo el proceso de evaluación.
2.contenido de la investigación El objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido analizar la viabilidad de los productos cartográficos de alta resolución obtenidos mediante plataformas aéreas no tripuladas con sensores livianos a bordo, a través de varios estándares cartográficos y considerando distintas combinaciones de parámetros y especificaciones en diferentes campos de la ingeniería, como la civil y la agronómica.
Esta Tesis Doctoral se ha estructurado en 6 capítulos. El capítulo 1 recoge la información referente a la evolución que se ha llevado a cabo en las plataformas aéreas no tripuladas, la legislación a la que están sometidas, así como una revisión de los sensores que pueden ser integrados en dichas plataformas. Además de ello, se analiza el proceso fotogramétrico a seguir para la obtención de ortofotografías y modelos digitales, terminando con un análisis de viabilidad de estas plataformas en diferentes campos de la ingeniería y una revisión de los diferentes test que evalúan la calidad de los productos generados. En el capítulo 2, se evalúa la calidad posicional de ortofotografías obtenidas con una plataforma aérea no tripulada a través de cinco test o estándares en un entorno urbano. En el capítulo 3, se analiza la configuración óptima de vuelo según diferentes parámetros como distintas alturas de vuelo, modos de vuelo y distribución de los puntos de apoyo para generar una ortofotografía multiespectral para la gestión de las malas hierbas en cultivos agrícolas. El capítulo 4, evalúa la calidad de las ortofotografías multiespectrales de alta resolución obtenidas, estudiando diferentes combinaciones de parámetros en la planificación del vuelo, analizando las posibilidades para las aplicaciones en agricultura de precisión. En el capítulo 5, se analizan los resultados conjuntos de los capítulos anteriores para extraer en el capítulo 6 las conclusiones generales acerca de la viabilidad técnica de los productos cartográficos de alta resolución obtenidos por plataformas aéreas no tripuladas en diferentes campos de la ingeniería.
3.conclusión Estas plataformas han demostrado su viabilidad en muchos campos debido a que se han convertido en herramientas con las que es posible capturar información del territorio y, a partir de la información en tiempo real o procesada, tomar decisiones de gestión, organización y seguimiento. La aplicación de los diferentes estándares para analizar la calidad de los productos cartográficos obtenidos a través de las plataformas aéreas no tripuladas ha permitido demostrar que dichas plataformas pueden ser empleadas como una alternativa por las Agencias de Cartografía, particularmente para actualizar mapas urbanos debido a la alta resolución temporal que se requiere, así como a la escala del producto. Los estándares se centran en la resolución espacial, pero hay otros factores que afectan a la calidad espacial. Estos factores están relacionados con la planificación del vuelo y se refieren principalmente a la altura, solapes, modo de vuelo y distribución de los puntos de apoyo en campo. La configuración y especificaciones obtenidas en un entorno urbano/rural arrojaron resultados útiles para la agricultura de precisión, concretamente en la evaluación de malas hierbas.
4. bibliografía - Ariza, F.J., Atkinson, A.D.J. (2006). Metodologías de control posicional: visión general y análisis crítico. Informe al CT-148 de AENOR, GIIC, Universidad de Jaén.
- Atkinson, A. D., Ariza, F. J., & García-Balboa, J. L. (2007). Estimadores robustos: una solución en la utilización de valores atípicos para el control de la calidad posicional. GeoFocus. Revista Internacional de Ciencia y Tecnología de la Información Geográfica, (7), 171-187.
- Colomina, I., & Molina, P. (2014). Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing: A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 92, 79-97.
- Escalante Torrado, J. O., & Porras Díaz, H. (2016). Ortomosaicos y modelos digitales de elevación generados a partir de imágenes tomadas con sistemas UAV. Tecnura, 20(50), 119-140.
