LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO DE VASOS DE ALMACENAMIENTO CON VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS

Transcripción

1 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO DE VASOS DE ALMACENAMIENTO CON VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS S. PÉREZ NIETO.- Departamento de Irrigación, UACH F. R. HERNÁNDEZ SAUCEDO.- Departamento de Irrigación, UACH H. FLORES MAGDALENO.- Programa de Hidrociencias, COLPOS F. Rivera Toral.- Consultor independiente II Congreso Nacional de Riego y Drenaje COMEII al 10 de septiembre del 2016 Chapingo, México 1

2 INTRODUCCIÓN Estudios para el proyecto de obras de almacenamiento Hidrológicos, Agrológicos, Meteorológicos, Geológicos, Mecánica de suelos, Socioeconómicos, Tipo constructivo, y TOPOGRÁFICOS 2

3 INTRODUCCIÓN Estudios topográficos de la Cuenca de Captación OBJETIVO Determina el área de la cuenca y la longitud y pendiente de la red hidrológica para estimar el Vema y la Qmáx CARACTERÍSTICAS Baja precisión: 1/500 Se pueden hacer con SIG o en Cartas Topográficas del INEGI 3

4 Elevación (m) INTRODUCCIÓN Estudios topográficos del VASO DE ALMACENAMIENTO OBJETIVOS: Estimar las áreas inundadas y los volúmenes almacenados Generar un plano de las áreas inundadas que permita estimar las afectaciones e indemnizaciones; y Elaborar un plano que sirva de base para los estudios de permeabilidad, , , , , , , , , , GRÁFICA ÁREAS - CAPACIDADES LOS OTATES, COSALÁ Capacidad (m 3 ) , , , , , , , , , Áreas (m 2 ) ÁREA VOLUMEN

5 INTRODUCCIÓN Estudios topográficos del VASO DE ALMACENAMIENTO CARACTERÍSTICAS: Precisión intermedia: 1/5000 Se pueden usar los PT de Poligonales y el MT de radiaciones. Se utiliza, teodolito, ET y GPS Curvas de nivel a cada 1.0 m 5

6 INTRODUCCIÓN Estudios topográficos del VASO DE ALMACENAMIENTO CARACTERÍSTICAS: Se deben levantar Puntos para Configuración en los cambios la pendiente Se dibuja la configuración con curvas de nivel a cada 1.0 m 6

7 INTRODUCCIÓN Estudios topográficos de la BOQUILLA OBJETIVOS: Elaborar un plano para el diseño de las cortina y sus estructuras y para los estudios de geotecnia, Establecer un sistema e PLCA) para los estudios definitivos y para dar líneas y niveles al momento del proceso constructivo 7

8 INTRODUCCIÓN Estudios topográficos de la BOQUILLA CARACTERÍSTICAS: Precisión alta: 1/10,000 Se pueden usar los PT de Poligonales y el MT de radiaciones. Se utiliza, teodolito, ET y GPS en RTK y posproceso Curvas de nivel a cada 1.0 m 8

9 INTRODUCCIÓN La ET y GPS no siempre son útiles Con vegetación densa Con accidentes topográficos Las condiciones climáticas extremas Implica mucho tiempo de trabajo de campo y altos costos Los VANT pueden ser una buena alternativa 9

10 INTRODUCCIÓN Definición y uso de los VANT Aeronave que es capaz de volar a control remoto o bien a través de un programa preestablecido mediante un software especial Miden con equipos modernos como GPS, sensores infrarrojos, RADAR, SONAR y LIDAR y cámaras de alta resolución y controles remotos de precisión 10

11 INTRODUCCIÓN Segmentos de los VANT Segmento de Vuelo (SV): formado por el Vehículo Aéreo y los sistemas de recuperación (aterrizaje sobre ruedas o patines, red, cable y paracaídas). Segmento de Tierra (ST): Estación de Control en tierra y, recibe la información enviada por el drón y les da indicaciones. 11

12 INTRODUCCIÓN Clasificación de los VANT 12

13 INTRODUCCIÓN Tipos de VANT por su tipo de motor De ala fija. Alcanzan distancias de hasta 60 km y una hora de vuelo; pueden superar los 500 m de altura y velocidades de 50 y 70 km/h; los despegues se realizan desde una plataforma y aterrizan contra el suelo; los sensores o cámara se colocan fijos y cenital. Especialmente versátiles para cartografía y toma de ortoimágenes. S4 Ehécatl o Dios del viento 13

14 INTRODUCCIÓN Tipos de VANT por su tipo de motor De ala rotativa. Menor autonomía; 30 minutos de vuelo y distancias menores de 10 km; tienen entre 4 y 8 hélices de longitudes de hasta un metro; pueden girar sobre sí mismos en distancias muy cortas, lo que los hace especialmente versátiles para trabajos verticales. Despegan y aterrizan verticalmente Igualmente pueden portar todo tipo de cámaras. 14

15 INTRODUCCIÓN Usos de los VANT en INGENIERÍA Adquisición de imágenes, para producir ortofotos y MDE en tiempo real Inspección de infraestructura Gestión y control de riesgos Exploración de zonas de difícil acceso Monitoreo y control de tráfico Combate de enfermedades en zonas agrícolas y forestales LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS 15

16 INTRODUCCIÓN Uso en TOPOGRAFÍA El terreno se escanea con una cámara instalada sobre él, obteniéndose imágenes estereoscópicas, que se procesan para obtener un modelo 3D con resolución centimétrica y una precisión de entre 1 y 5 cm. CARACTERÍSTICAS: Excelente precisión Seguridad Mayor cobertura Tiempo reducido Más información 16

17 INTRODUCCIÓN Imágenes estereoscópicas 17

18 INTRODUCCIÓN Planeación del vuelo SE DEBE CONSIDERAR: Tipo y calibración de la cámara Velocidad y altura del vuelo Control del disparo Establecer PCT con precisión Se hace con un software especializado 18

19 INTRODUCCIÓN Ejucución de la misión de vuelos 19

20 MATERIALES Y MÉTODOS Compromiso presidencial de 5 bordos en Sinaloa 20

21 MATERIALES Y MÉTODOS Bordos La Culebra, Choix y La Botella, San Ignacio Sobre el Arroyo Las Higueras La boquilla de ʹ 22.94ʺ LW 26 30ʹ 31.38ʺ LN y 340 msnm. Sobre el Arroyo La Quebrada; La boquilla en las coordenadas ʹ 47.14ʺ LW, 23 45ʹ 26.60ʺ LN 65 msnm 21

22 MATERIALES Y MÉTODOS Condiciones difíciles para la topografía tradicional Vegetación densa y difícil acceso 22

23 MATERIALES Y MÉTODOS El VANT utilizado De ala fija. Tamaño de ala a ala de 1.90 m, Modelo Skywalker, De espuma EPO reforzada; La cola y el fuselaje están unidas por un tubo de fibra de carbono; El manejo o control es remoto con el equipo marca Turnigy 9Xpro Una cámara canon S110 de 12 megapíxeles 23

24 MATERIALES Y MÉTODOS Planeación del vuelo DEL DRÓN: Se definió la velocidad y altura del vuelo Traslape en ambas direcciones DE LA CÁMARA Calibración Enfoque Control del disparo 24

25 MATERIALES Y MÉTODOS Planeación de los vuelos Software Mission Planner 25

26 MATERIALES Y MÉTODOS Misión de vuelos 26

27 MATERIALES Y MÉTODOS Establecimiento de PCT 27

28 MATERIALES Y MÉTODOS Trabajo de Gabinete Localización de marcadores y generación del modelo 3D 28

29 MATERIALES Y MÉTODOS Generación de la nube de puntos 29

30 RESULTADOS Generación de Ortofotos La Botella Misión aérea Fotografías tomadas

31 RESULTADOS Generación de Ortofotos La Quebrada Misión aérea Fotografías tomadas

32 RESULTADOS Configuración del terreno 32

33 CONCLUSIONES Los VANT son una excelente alternativa para los estudios topográficos de vasos de almacenamiento, por la alta densidad de puntos y baja resolución espacial de las imágenes levantadas. La precisión obtenida de 50 mm en planta, es suficiente para vasos de almacenamiento y podría emplearse para el levantamiento de zonas de riego, La aplicación de esta tecnología para zonas que requieren mayor precisión como la boquilla de una presa de almacenamiento o áreas donde se proyectarán estructuras donde se requiere más precisión, debe estudiarse con particularidad 33

34 CONCLUSIONES Su principal dificultad es la discriminación de puntos correspondientes a la vegetación, lo cual puede ser posible con sensores de RADAR, SONAR y LIDAR por ejemplo. Debe estudiarse los temas de escala, precisión y tolerancia. Estas tecnologías están destinadas a sustituir en el corto plazo la de GPS. 34