2023-11-27
LIBERAR EL POTENCIAL DE LAS VÍAS NAVEGABLES: APROVECHAR LA TECNOLOGÍA PARA MEJORAR LA GESTIÓN
La digitalización de las vías navegables interiores aporta numerosas ventajas al aprovechar la tecnología y los datos para optimizar la gestión, la seguridad y la sostenibilidad de infraestructuras de navegación cruciales. Los datos precisos sobre el estado de las vías navegables mejoran la supervisión de las estructuras de infraestructura, como esclusas, presas y puentes. Al detectar posibles problemas en una fase temprana, la digitalización permite un mantenimiento oportuno, garantizando la fiabilidad y seguridad de las vías navegables para el transporte de mercancías, pasajeros y recursos esenciales.
Este artículo describe la aplicación real del sistema AlphaAir 10 LiDAR+RGB montado en un dron DJI para un proyecto de digitalización 3D centrado en las vías navegables del río Yangtsé.
DIGITALIZACIÓN DE LAS VÍAS NAVEGABLES DEL RÍO YANGTSÉ: UNA NUEVA FRONTERA EN LA TOPOGRAFÍA
Este proyecto aborda la ingente tarea de cartografiar digitalmente las intrincadas vías fluviales del río Yangtsé. El Yangtsé, el río más largo de Eurasia y el tercero más largo del mundo, atraviesa las principales provincias chinas, como Sichuan, Yunnan, Hubei y Shanghai. La importancia del río es inconmensurable, ya que es una fuente vital de agua, riego y transporte para millones de personas. En los últimos años ha aumentado la demanda de topografía fluvial debido a los ambiciosos proyectos de desarrollo a lo largo del Yangtsé y sus afluentes.
Figura 1. Puente Hanjiang El puente Hanjiang, río Yangtsé, China.
Las técnicas tradicionales de topografía terrestre tienen dificultades para satisfacer la creciente demanda de datos puntuales y precisos. El éxito de las iniciativas de digitalización depende de la asignación adecuada de recursos para la recopilación y el procesamiento de datos. Para hacer frente a este reto, la Oficina de Levantamientos Hidrográficos local, en colaboración con los expertos técnicos de CHCNAV, desplegó el innovador sistema LiDAR AlphaAir 10 (AA10 ) para las operaciones de levantamiento aéreo alrededor de la sección del puente Hanjiang. Esta metodología vanguardista supuso una meticulosa recopilación y procesamiento de datos del terreno, edificios, puentes y cables que cruzan el río, un esfuerzo que está impulsando la transformación digital del río Yangtsé.
PRECISIÓN SIMPLIFICADA: CARTOGRAFÍA 3D CON TECNOLOGÍA UAV + LIDAR
Para embarcarnos en un viaje de cartografía 3D de alta precisión, nuestro proyecto utilizó tecnología punta: el UAV DJI M300 combinado con el sistema LiDAR AlphaAir 10 (AA10 ). El AA10 integra a la perfección el LiDAR de alta precisión, el posicionamiento GNSS preciso, la orientación IMU y una cámara ortofotográfica industrial de fotograma completo; esta combinación dinámica no sólo proporciona nubes de puntos láser de alta precisión, sino también imágenes digitales de alta resolución, sentando las bases para una precisión de datos sin precedentes.
Figura 2. Nube de puntos láserEl AlphaAir 10 de CHCNAV instalado en el dron DJI 300 para el proyecto de cartografía aérea.
El procesamiento de datos gira en torno a las herramientas de software CoPre y CoProcess de CHCNAV. CoPre, un software de preprocesamiento de escaneado láser 3D avanzado y fácil de usar, maneja datos sin procesar, incluidas trayectorias POS, datos LiDAR e imágenes RGB. CoProcess, por su parte, ofrece una amplia gama de funciones de posprocesamiento. Este software es una solución completa, desde la generación de DEM/DTM hasta la extracción semiautomática de características, la clasificación automática de datos y módulos específicos de inspección de líneas eléctricas y carreteras. Su interfaz intuitiva y su flujo de trabajo optimizado no sólo aumentan la precisión de los proyectos de cartografía 3D, sino que también mejoran significativamente la productividad, lo que supone un paso transformador en el campo de la cartografía aérea.
EXCELENCIA RACIONALIZADA: FUNCIONAMIENTO SIN ESFUERZO Y PROCESAMIENTO RÁPIDO DE DATOS
La eficiencia ocupa un lugar central en la operación de levantamiento aéreo, donde la instalación, recopilación y procesamiento de un área de datos de 2 km² se realizaron sin problemas en menos de un día. La cronología es la siguiente:
I. PREPARACIÓN.
El AlphaAir 10 se instaló en el UAV DJI M300 en sólo unos minutos, preparando el escenario para una operación rápida y eficiente.
II. RECOGIDA DE DATOS SOBRE EL TERRENO.
Las misiones aéreas se llevaron a cabo con notable rapidez, en menos de 1 hora para dos vuelos. Se recogió información de las zonas terrestres a lo largo del río Yangtsé, el puente Hanjiang y los cables que cruzan el río.
Figura 3Inspección aérea alrededor delpuenteHanjiang sobreel río Yangtsé .
Todo el proceso de recogida de datos se completó en unos 50 minutos.
III.TRATAMIENTO Y ANÁLISIS DE LOS DATOS
La siguiente fase consistió en el tratamiento y análisis detallado de los datos. Esta fase se desglosa del siguiente modo:
1) TRATAMIENTO DE LAS NUBES DE PUNTOS EN COLOR.
El tratamiento de los datos de las nubes de puntos en color de dos zonas de prospección, con un total de 1,8 km², se realizó en 19 minutos con el programa CoPre.
Figuras 4,5. Representación de nubes de puntos de la zona del puente Hanjiang y el río Yangtsé.
Este paso incluyó un escaneado exhaustivo de las estructuras de acero, los pilares, las torres eléctricas y los cables que cruzan el río, generando resultados de nubes de puntos y facilitando la creación de perfiles con mediciones directas de la altura del puente.
Figura 6. Nube de puntos del puente Hanjiang Nube de puntos del puente Hanjiang y sus cables transversales.
Figura 7. Perfiles de la nube de puntos del puente Hanjiang.
2) TRIANGULACIÓN AÉREA Y GENERACIÓN DEL MODELO 3D.
Se tardaron 12 minutos en completar la triangulación aérea y otros 240 minutos en generar el modelo ortofotográfico digital (DOM) y el modelo 3D del mundo real utilizando el software CoProcess.
Figura 8,9. Partes del modelo ortofotográfico digital (DOM)y del modelo 3D del mundo real obtenidos mediante elLiDAR AlphaAir 10 , en la zona del río Yangtsé.
3) REFINAMIENTO DE DATOS Y GENERACIÓN DE DEM
El software CoProcess utilizado para eliminar el ruido y filtrar las nubes de puntos demostró su eficacia. En sólo 30 minutos se generó un Modelo Digital de Elevación (MDE) de gran precisión y contornos para cada área de 1 km² con una resolución superior a 1 metro. Este MDE preciso es fundamental para el mantenimiento de puentes, la evaluación del impacto ambiental, la evaluación del riesgo de inundaciones y el diseño de infraestructuras.
Figura 10,11. Parte del modelo digital de elevación (MDE) de la zona del río Yangtsé.
Aprovechando las avanzadas capacidades multiobjetivo, el AlphaAir 10 destacó en la penetración de vegetación densa con hasta 8 ecos de objetivo. Esta capacidad permitió una adquisición eficaz de la superficie del terreno, lo que dio lugar a precisos modelos digitales de elevación (MDE) y modelos digitales de superficie (MDS), incluso en entornos difíciles.
Figura 12. Efecto de penetración de la vegetación Efecto de penetración de la vegetación en la zona del río Yangtsé.
El grosor medio de la nube de puntos del AA10, medido en 5 cm, unido a un error de elevación de 3,5 cm, pone de relieve la excepcional precisión del sistema y confirma su posición como habilitador tecnológico en las aplicaciones de topografía aérea.
Figura 13. Medición del grosor de la nube de puntos, zona del río Yangtsé.
TRANSFORMANDO LA TOPOGRAFÍA DE LAS VÍAS NAVEGABLES: EL PODER DE LA TECNOLOGÍA LIDAR UAV
El impacto del AlphaAir 10 en la topografía de las vías navegables a lo largo del río Yangtsé ha sido sencillamente transformador. Este avanzado sistema LiDAR aerotransportado no sólo ha proporcionado datos de gran precisión, sino que también ha capturado intrincados puntos de datos en 3D que desafían los métodos tradicionales. Este salto tecnológico ha proporcionado a los profesionales de la topografía un nivel de precisión que mejora significativamente la toma de decisiones y la planificación de proyectos.
ELEVANDO LA TOPOGRAFÍA: LA INNOVACIÓN LIDAR SE DISPARA A LO LARGO DEL RÍO YANGTZE
La introducción de la tecnología de topografía LiDAR UAV ha cambiado radicalmente el panorama de la topografía de vías navegables a lo largo del río Yangtsé. La eficiencia obtenida con respecto a los métodos tradicionales de topografía con estación total es significativa. Equipados con el sistema LiDAR + RGB AA10, los UAV recopilaron datos rápidamente, reduciendo la necesidad de un acceso prolongado al lugar. Esto minimiza las molestias al tráfico y a las zonas circundantes y elimina el riesgo de error humano en la recogida de datos, fomentando un entorno de mayor seguridad para los profesionales de la topografía.
En esencia, la combinación de la tecnología LiDAR y UAV de AlphaAir 10 ha hecho posible una nueva era de precisión y eficiencia en la topografía de vías navegables. Su capacidad para recopilar datos rápidamente, junto con una precisión sin precedentes, lo convierten en una herramienta indispensable para los profesionales de la topografía a lo largo del río Yangtsé, estableciendo un nuevo estándar de seguridad y eficiencia sobre el terreno.
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Acerca de CHC Navigation
CHC Navigation (CHCNAV) crea soluciones innovadoras de cartografía, navegación y posicionamiento para que el trabajo de los clientes sea más eficaz. Los productos y soluciones de CHCNAV abarcan múltiples sectores, como el geoespacial, la construcción, la agricultura y la marina. Con presencia en todo el mundo, distribuidores en más de 120 países y más de 1.700 empleados, CHC Navigation está reconocida hoy como una de las empresas de tecnologías geomáticas de más rápido crecimiento.
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