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Drones al servicio de la topografía

Cómo elegir la herramienta idónea

By Toby Knisely Toby Knisely
julio 9, 2020

Actualización del 18 de enero de 2021: esta guía de compra se ha actualizado para incluir las nuevas soluciones topográficas de DJI, Zenmuse P1 y L1.

Los drones son una tecnología cada vez más accesible, tanto por facilidad de gestión como por su disponibilidad. Gracias a ello muchos sectores deciden dar el paso de incluirlos en sus flujos de trabajo para aumentar drásticamente su eficiencia operativa. Se puede constatar este aumento de la eficiencia en la reducción de costes y tiempos operativos y la mejora de la seguridad. Suponen una inversión con una rentabilidad propia que puede medirse por el método directo.

Dos campos en los que la revolución de las soluciones dron ha cobrado especial importancia son los de la topografía y de la cartografía. Es posible obtener con los drones en cuestión de horas resultados que llevarían días o incluso semanas con los métodos topográficos tradicionales.

En función de los requisitos del proyecto y del cliente, estas son las mejores opciones dron para topografía y cartografía:  

  1. Matrice 300 RTK + P1
  2. Matrice 300 RTK + L1
  3. Phantom 4 RTK
  4. Phantom 4 Pro
  5. P4 Multispectral
  6. Matrice 600 Pro + herramienta de topografía

Como decimos en construcción:

“Precio, calidad y velocidad, elige dos”. Sin embargo, los drones han eliminado esta limitación y nos permiten respetar e incluso mejorar estos tres elementos.

            - Grant Hagen, director de Diseño y Construcción Virtual, The Beck Group

Con todas las ventajas que los drones aportan a la topografía, no es de extrañar que cada vez sean más las empresas interesadas en encontrar la solución dron que más les conviene. Si la sola idea de invertir en nuevas tecnologías puede intimidar, al disponer de un abanico tan amplio de opciones la perspectiva puede resultar abrumadora. 

En esta guía de compra, analizaremos las soluciones de topografía y cartografía que ofrece DJI para que puedas tomar una decisión informada. Primero repasaremos las consideraciones más importantes a la hora de realizar tareas de topografía con drones y, después, destacaremos qué drones DJI se ajustan mejor a tus necesidades.

Cartografía vs. topografía

Primero, debemos aclarar las diferencias entre un levantamiento topográfico y un mapa. Un mapa es una representación visual que muestra la geografía y las características concretas de una zona. Un levantamiento topográfico, aunque también es un mapa, permite medir la posición de un punto en dos o en tres dimensiones, así como la distancia entre varios puntos. Los mapas y los levantamientos topográficos, a pesar de estar muy relacionados entre sí, tienen diferentes aplicaciones y utilidades.

Velocidad vs. precisión

El mayor atractivo de las soluciones dron para topografía es que permiten hacer el trabajo rápido. Un vuelo rápido sobre el área objetivo permite producir rápidamente datos precisos y procesables.  

Sin embargo, para elegir la solución dron que más se adapte a tus necesidades de topografía y cartografía, es importante entender el equilibrio entre velocidad y precisión. Tanto en la topografía como en la cartografía, algunas técnicas y equipos dan prioridad a la precisión de los datos, mientras que otros dan prioridad a la rapidez de obtención de los mismos. 

Tamaño de píxel del suelo

En términos de topografía y cartografía, ¿qué es la precisión? Podemos decir que es la exactitud con el que el producto final refleja la realidad del emplazamiento topográfico. Para describirla y medirla en fotogrametría utilizamos el tamaño de píxel del suelo (GSD, por sus siglas en inglés). GSD se define como la longitud (en pulgadas, centímetros o milímetros) entre los centros de dos píxeles consecutivos en el mapa. 

Alternativamente, GSD también se puede entender como la longitud de un píxel en el mapa. Por ejemplo, si un dron logra un GSD de 5 cm/px, puede considerarse que un píxel en este mapa digital corresponde a 5 cm en la realidad. Cuanto “más pequeño” sea el GSD de un mapa, mayor será la resolución y la precisión.

Al realizar misiones fotogramétricas con drones, los principales factores que afectan al GSD son la calidad de la cámara (distancia focal y resolución) y la altitud de vuelo. Por ejemplo, volar un dron a mayor altura facilitará cubrir un área más extensa en menos tiempo, pero la resolución de los datos será menor.

Puntos de control de tierra y navegación cinética satelital en tiempo real

Los puntos de control de tierra o GCP son puntos marcados en el terreno con coordenadas conocidas que se usan para calibrar el levantamiento topográfico y mejorar su precisión.  La mayoría de los levantamientos topográficos emplean varios GCP. Este es un ejemplo sorprendente del equilibrio entre la velocidad y la precisión de un levantamiento topográfico porque puede llevar mucho tiempo preparar y medir los GCP. 

Una alternativa popular al uso de GCP es la navegación cinética satelital en tiempo real (RTK) que usa posicionamiento satelital y una estación de tierra con una posición secundaria conocida como referencia para ofrecer datos más precisos. Para obtener más información acerca de RTK, haga clic aquí

A continuación se presentan las diferentes opciones disponibles para realizar levantamientos topográficos o cartografía con un dron. 

  Solo GCP Dron sin RTK Dron con RTK Dron con RTK + GCP
Precisión Alta Baja Alta Más alta
Velocidad Baja Alta Alta Algo alta
Costo Alto Bajo Bajo Bajo

Selección de los sensores de datos

A la hora de elegir una solución de topografía o de cartografía, debes tener en cuenta el tipo de datos que necesitáis tanto tú como tus clientes. Diferentes proyectos pueden requerir diferentes tipos de datos. Por eso ofrecemos también diferentes soluciones que se ajusten a estas necesidades.

Fotogrametría

La mayoría de las tareas de topografía aérea requieren usar técnicas fotogramétricas para crear modelos 2D o 3D de alta resolución a partir de un conjunto de fotografías digitales del emplazamiento topográfico. Todos nuestros drones de cartografía y topografía cuentan con una potente cámara capaz de capturar fotografías digitales de alta resolución. Algunas soluciones pueden equiparse con una cámara oblicua que recopila en menos pasadas las imágenes necesarias para modelar en 3D. A continuación, las fotografías se unen con un software de fotogrametría, como DJI Terra. Los modelos resultantes pueden usarse para identificar y medir distancias, áreas, volúmenes, etc.

Para obtener más información acerca de DJI Terra, haz clic aquí.

Tecnología LiDAR

Esta tecnología consiste en iluminar un objetivo con un láser y medir la luz reflejada con un sensor. Este proceso se repite miles de veces para crear una nube de puntos que reproduce el emplazamiento topográfico con un nivel de precisión mayor que el alcanzado con fotogrametría.

Haz clic aquí para obtener más información acerca de cómo LiDAR está revolucionando los datos geoespaciales y de cartografía.

Multiespectral y hiperespectral

Estos conjuntos de cámaras incluyen sensores capaces de capturar diferentes longitudes de onda, tanto del espectro visible como del invisible. Los datos multiespectrales ofrecen información especialmente importante y útil para agentes agrícolas que deseen medir el crecimiento de las cosechas o el cumplimiento de la regulación medioambiental.

Las soluciones dron proporcionan una gran variedad de técnicas de topografía y cartografía para que puedas seleccionar qué métodos cubren mejor tus necesidades.

Elección de una solución topográfica

Ahora que conoces el tipo y la calidad de datos que necesitarás, es hora de elegir la solución dron DJI apropiada

Matrice 300 RTK + Zenmuse P1

M300 + P1

El M300 RTK es nuestro modelo insignia y plataforma industrial más potente. Ahora, con la Zenmuse P1, se convierte en la solución de fotogrametría aérea para topografía definitiva del sector. El P1 incluye un sensor de fotograma completo de 45 MP con objetivos de enfoque fijo intercambiables en un estabilizador en 3 ejes. Esta combinación permite capturar datos topográficos con una precisión vertical de 5 cm y una precisión horizontal de 3 cm incluso sin GCP, y puede cubrir 3 km2 en tan solo un vuelo. 

Obtén más información acerca de la DJI P1 aquí

Matrice 300 RTK + Zenmuse L1

M300 + L1

La L1 es el primer instrumento LiDAR oficial de DJI completamente integrado. Combina el módulo LiDAR de Livox, una IMU de alta precisión y una cámara con un sensor CMOS de 1” en un estabilizador de 3 ejes. 

Con una precisión vertical de 5 cm y una precisión horizontal de 10 cm, este instrumento LiDAR permite 3 retornos, una frecuencia de puntos de 240 000 pts/s y un intervalo de detección de 450 m, todo en una estructura con un grado de protección IP44.  Se trata de una completa solución LiDAR para capturar nubes de puntos 3D en tiempo real, recopilar detalles de estructuras y cuerpos complejos, y reproducir modelos de alta precisión. 

Obtén más información acerca de la DJI L1 aquí

Phantom 4 RTK
P4RTK VR Rendering (4)

Diseñado específicamente para topógrafos, esta solución llave en mano viene coronada con un módulo RTK integrado para lograr una precisión centimétrica. Se trata de un potente y fiable dron para topografía para profesionales que requieren una solución completa y fácil de llevar consigo en la mochila. 

Obtén más información acerca de Phantom 4 RTK aquí

Phantom 4 ProP4 Pro Render

Esta aeroestructura DJI clásica incluye un sensor CMOS de 20 megapíxeles y 1 pulgada para asegurar fotografías aéreas con mayor resolución. Este podría considerarse un dron de nivel básico para adentrarse en la topografía. Con un precio significativamente menor en comparación con otras soluciones de la línea Enterprise, se trata de una gran herramienta para aprender más sobre topografía.

Obtén más información acerca del Phantom 4 Pro aquí.

 

P4 Multiespectral

P4 Multispectral

Para los agrónomos, agricultores, científicos e investigadores, el P4 Multiespectral es la solución para capturar más allá del espectro visible. Crea fácilmente mapas de índices de vegetación con 1 cámara RGB y un conjunto multiespectral de 5 cámaras que cubre las bandas azul, verde, rojo, borde rojo e infrarrojo cercano, todo con un obturador global de 2 MP y un estabilizador en tres ejes. 

Encontrarás más información sobre el P4 Multispectral aquí. 

 

Matrice 600 Pro

M600 Pro Render

Su gran capacidad de carga no hace sombra a su versatilidad ni fiabilidad. A través de la integración de PSDK, este hexacóptero está preparado para poder usar una gran cantidad de herramientas de terceros, desde LiDAR hasta cámaras multiespectrales, hiperespectrales, oblicuas, etc. 

Obtén más información acerca del M600 Pro aquí.

Esperamos que esta información te haya ayudado a elegir la solución que mejor cubra tus necesidades de topografía y cartografía. Tanto si tus clientes solicitan velocidad como si necesitan precisión, tenemos la solución dron adecuada.



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Tags: Construcción y Topografía

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Toby Knisely
Sobre el autor Toby Knisely

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