CONTENIDOPg.INTRODUCCION.1. TECNOLOGA DRONE91.1 QUE ES UN DRONE91.2.CARACTERSTICAS PRINCIPALES102. COMO FUNCIONA UN DRONE EN LA TOPOGRAFA.112.1 LA TECNOLOGA DE DRONE REEMPLAZAR LAS ESTACIONES TOTALES Y RECIBIDORES GNSS.123. USOS DEL DRONE 143.1 LOS DRONES EN GIS14 3.1.1 USO DE DRONES EN GIS EN TOPOGRAFA143.2 LIDAR Y DRONES153.3 USO DE DRONES PARA LA ACTUALIZACIN CARTOGRFICA183.4OTROS USOS DEL DRONE20 3.4.1 DRONE PARA USO MILITAR:20 3.4.2 DRONE UTILIZADO POR LA POLICIA PARA FINES DE INVESTIGACION.214. CONCLUSIONES235. BIBLIOGRAFIA 24

FIGURAS

Pg.

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INTRODUCCION

Los drones, vehculos areos no tripulados, se estn convirtiendo en una nueva tecnologa que revoluciona la topografa convencional. Se trata de una clara apuesta por el medioambiente, pues no emite CO2 a la atmosfera. Adems, mejora significativamente la seguridad de los trabajadores en obra, al no tener que trabajar en zonas de riesgo.El uso de drones tambin aumenta la eficiencia de los procesos constructivos, minimizando costes y reduciendo tiempos al compararlo con los trabajos clsicos de topografa.

Recientemente, ha tenido lugar el primer vuelo experimental con drones para el levantamiento topogrfico en una obra en ejecucin de Ferrovial Agroman. Este vuelo forma parte de la primera fase del proyecto de innovacin que la Direccin Tcnica y el Departamento de Innovacin estn realizando conjuntamente para la consecucin de un sistema de levantamiento topogrfico con precisin centimtrica mediante RPAS (Remotely Piloted Aircraft System) en zonas de difcil acceso y con vegetacin que oculta el terreno.

1. TECNOLOGA DRONE

1.1 QUE ES UN DRONE?

La sigla DRONE que traduce: (zngano) Aeronave no tripulada, robot areo entre otros, el trmino se adapt para el lenguaje Espaol, pero en realidad su nombre original en idioma Ingles es: UAV Unmanned Aerial Vehicle o UAS Unmanned Aerial System.

FIG 1 http://www.popsci.com/article/technology/guide-spotting-and-hiding-drones

Inicialmente estos dispositivos fueron diseados 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, este sistema se ha utilizado en varios conflictos blicos para hacer ataques muy silenciosos y rpidos con misiles, bombas, rastreadores y otros sistemas de espionaje para infiltracin de tropa o lanzamiento de artillera, tambin se usa para hacer vuelos de reconocimiento en zonas hostiles, con presencia de txicos, contaminantes, peligro biolgico, seguimiento de vehculos en tierra agua y aire, tambin para control de fronteras.

1.2.CARACTERSTICAS PRINCIPALES

Un DRONE es un vehculo aerodinmicamente muy parecido a un avin, 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.

FIG 2 http://www.elagrimensor.com.ar/Notiarticulo.asp?N=82

Se ha desarrollado algunos modelos ms pequeos con menor capacidad de autonoma en vuelo pero con la caracterstica de ser ms indetectables por su tamao reducido, Lo anterior hablando del campo militar, dado que tambin existen DRONES muy pequeos utilizados para fotografa comercial, cinematografa, entretenimiento, usos de la industria y la ingeniera.FIG 3 http://3.bp.blogspot.com/-brUXe_ZAlf0/UYvN_ADezVI/AAAAAAAAZhU/T2bR3JVvqRA/s320/Insect-Fly-Bot-Drone.jpg

2. COMO FUNCIONA UN DRONE EN LA TOPOGRAFA.

Los drones vienen en muchas formas, tamaos, y ms importantemente, precio. Hay hexacopteros del tamao de una lavadora, aviones ultra-ligeros de plstico, avionetas no tripuladas lanzadas por catapulta, lanzadas a mano, miniatura, etc. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas y, al igual que una estacin total, se debe tomar cuidadosa consideracin en cul se ajusta mejor a tus necesidades topogrficas, ya que por el momento representan una significante inversin econmica

Un ejemplo de un drone, el eBee es ultraligero y se lanza a mano

Fig.4 http://civiltec.mx/aplicaciones-de-fotogrametria-aerea-con-drones-en-la-topografia/

Hablando sencillamente, un drone por lo general tendr una cmara de alta resolucin con la que podr formar un ortomosaico de fotografas de una ruta predeterminada. Un ortomosaico es una fotografa area geometricamente corregida de tal manera que la escala sea uniforme: el ortomosaico, al igual que un mapa, carece de distorsin.

Fig.5 http://civiltec.mx/aplicaciones-de-fotogrametria-aerea-con-drones-en-la-topografia/

Un ortomosaico puede ser usado para medir distancias verdaderas, porque es una representacin precisa de la superficie de la tierra. Para formar el ortomosaico el drone tomar varias fotografas encimadas, encontrar puntos de referencia entre ellos, y formar automticamente el ortomosaico a travs del software que la mayora de los servicios drones ofrecen.

2.1 LA TECNOLOGA DE DRONE REEMPLAZAR LAS ESTACIONES TOTALES Y RECIBIDORES GNSS.

En corto, no. La tecnologa de drone es una herramienta sumamente poderosa y eficiente, pero no puede reemplazar una estacin total. En la imagen anterior, vemos que las curvas de nivel son muy densas y agradables a la vista. Si observas cuidadosamente, sin embargo, vers que es incapaz de captar todos los detalles. puente e1427306945967 Aplicaciones de Fotogrametra Area con Drones en la Topografa fotogrametra area. El puente, por ejemplo, no puede ser captado correctamente por la forma de la estructura. El avin no puede volar por debajo del puente, voltearse 180 grados y captar todas las columnas y partes bajas del puente. Un hexacoptero s pudiera realizar este trabajo, pero an as se necesitan puntos de control para poder referenciar las imgenes.

Fig.6 http://civiltec.mx/aplicaciones-de-fotogrametria-aerea-con-drones-en-la-topografia/

Hay muchas configuraciones de drone que son tiles para ciertos trabajos, pero sera excesivo por ejemplo ejecutar un vuelo para un levantamiento pequeo ya que los archivos que genera el vuelo son innecesariamente densos en informacin. Un drone tampoco es eficiente para ubicar detalles como cunetas de agua, tomas, etc.

Todo levantamiento drone lleva su correspondiente apoyo terrestre, y es ah cuando un topgrafo se suplementa con estaciones totales, recibidores GNSS y otras herramientas a su alcance. En el caso de las imgenes anteriores, se suplement el levantamiento del terreno natural con el uso de una estacin total para generar el puente

3. USOS DEL DRONE3.1 LOS DRONES EN GISEl uso de drones tiene varias aplicaciones relacionadas con los Sistemas de Informacin Geogrfica. Y es una de las tendencias de futuro en el sector GIS.Con estos vehculos es fcil obtener imgenes de alta resolucin con tecnologa LIDAR.Mediante el uso de drones obtenemos lo siguiente: Las nubes de puntos muestreadas son comprimidas en formato LAS (.laz) y/o en formato ASCII (.asc). Un DSM (Modelo Digital de Superficie). Ortomosaico (normalmente en formato GeoTIFF).3.1.1 USO DE DRONES EN GIS EN TOPOGRAFACon los datos obtenidos a partir de los sensores se pueden crear mapas catastrales mediante la digitalizacin de las ortofotografas georeferenciada. Esta tarea se puede realizar con AutoCAD, ArcGIS o cualquier cliente SIG.

FIG 7 http://mappinggis.com/2014/09/ejemplos-de-uso-de-drones-en-gis/

Para realizar este tipo de trabajos se necesita lo siguiente:

Un drone Sistema de WayPoints para pre programar el vuelo Gimball para cmara (3 ejes de preferencia) Cmara de 6MP o superior (10 12 MP recomendados) con GPS incluido.

El Drone se debe pre programar con WayPoints, para hacer un barrido paralelo del terreno, la cmara deber de ir tomando fotografas en time-lapse y se deber activar la funcin de etiquetar las fotos con la posicin GPS. En caso de no contar con una cmara con GPS, las fotografas debern ser etiquetadas manualmente, sacando el log de navegacin o armando una solucin ms rebuscada, que consistira en comprar sistemas externos que etiqueten las fotografas, cuando sean tomadas por la cmara.

En seguida te dejo un video realizado por los chicos Aibotix, donde se puede observar a detalle el proceso para realizar los mapeos del terreno.

3.2 LIDAR Y DRONES

La fotogrametra con Drones se ha convertido en una herramienta rpida 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 topgrafos de campo, tal vez en un futuro cercano se logre, pero por lo pronto se ha demostrado que aunque esta tcnica arroja resultados relativamente buenos, an no se ha logrado precisiones superiores a los 20cm en condiciones ideales, agregando a esto la precisin en coordenadas (Z) de los sistemas GPS que actualmente no es tan alta como en (X,Y).

FIG.8 http://fcaglp.unlp.edu.ar/referenciacion/index.php/Imagen:Posicionamiento_1.png

Se utiliza comnmente Drones para trabajos de ingeniera que requieran precisiones aceptables para hacer estudios preliminares para ejecucin de proyectos de infraestructura que por accidentes geogrficos y longitud considerable sean de difcil acceso y requieran bastante mano de obra de Topografa convencional para relevar superficies y detalles, teniendo en cuenta que estos estudios pueden cambiar en bsqueda de alternativas y trazados, los Drones son herramientas que aceleran bastante algunos procesos, despus de los Drones en nivel de jerarqua estn los aviones tripulados con sistemas lidar que por su tamao tienen mayor estabilidad y mejor control, adems se le puede adaptar ms accesorios que complementen las herramientas para hacer que la toma de datos sea ms intuitiva y precisa, all se combinan varios dispositivos como radar, laser scanners, cmaras entre otros ms.

Se le denomina LIDAR al sistema Laser aerotransportado o terrestre que se utiliza para la obtencin de informacin de posicin y altura de los elementos.

FIG. 9 http://mundogeo.com/blog/2000/01/01/sistemas-laser-aerotransportados-la-revolucion-de-modelos-digitales/

Este sistema opera en la regin visible, ultravioleta o infra roja del espectro electromagntico. Se emite un pulso lser y el tiempo que tarda dicho pulso en llegar a la superficie topogrfica y volver al avin multiplicada por la velocidad del rayo genera una distancia la cual se usa para poder referenciar el punto que se ha medido en el terreno.

FIG 8

FIG. 10 http://mundogeo.com/blog/2000/01/01/sistemas-laser-aerotransportados-la-revolucion-de-modelos-digitales

3.3 USO DE DRONES PARA LA ACTUALIZACIN CARTOGRFICA

Cuando necesitamos actualizar la cartografa a escalas de gran detalle para la planificacin urbana para el seguimiento de obras, siempre podemos contar con vuelos areos o imgenes de satlite de alta resolucin.

FIG.11 http://fotogrametriapractica.blogspot.com.co/2015/03/uso-de-drones-para-la-actualizacion.html

Hasta ahora las alternativas disponibles se centraban en imgenes de satlite de alta resolucin y vuelos fotogramtricos. Sin embargo con el desarrollo de tecnologas que mejoraron significativamente las caractersticas de navegacin de drones, su versatilidad en cuanto a instalar dispositivos de captura de imgenes y su precio relativamente econmico, contamos con otra alternativa que nos permite realizar cartografa con unas excelentes prestaciones en cuanto a escala y periodicidad de adquisicin y viene a complementar un rango de escalas no habituales para el rea de la fotogrametra aunque colindantes ya con las utilizadas en el rea de la topografa clsica.

En cuanto a la utilizacin de los drones, de manera general existen dos alternativas para el uso de dispositivos de captura; en primer lugar drones con cmaras incorporadas y en segundo lugar, aquellos que ofrecen la posibilidad de instalar cmaras de gran formato. En el primer caso las cmaras disponen de una resolucin media y un sistema ptico orientado a usos deportivos de focal pequea como las GoPro y formato pequeo, mientras que en el segundo caso podemos utilizar cmaras de gran formato de hasta 36 megapxeles y una ptica profesional de lentes intercambiables que nos permiten la seleccin de una focal adecuada. En ambos casos tendremos que considerar una calibracin rigurosa de la cmara antes de cada vuelo.

Al momento de seleccionar altura de vuelo, focal, tamao de pxel y escala de toma, tenemos que considerar, como se ilustra en los siguientes grficos, sus relaciones entre ellos para luego poder definir rea a cubrir por cada toma, solape, intervalo de toma, rendimientos, etc.

FIG.12 http://fotogrametriapractica.blogspot.com.co/2015/03/uso-de-drones-para-la-actualizacion.html

3.4OTROS USOS DEL DRONE

3.4.1 DRONE PARA USO MILITAR:

Un DRONE militar tiene una autonoma en vuelo de hasta 82 horas sin necesidad de parar a re abastecerse, en cambio algunos sistemas ms bsicos pueden durar solo 15 minutos.Curiosamente se ha implementado el uso de DRONES para entrega de paquetes en edificios y casas, estas ideas han convertido a este dispositivo en uno de los ms apetecidos por los jvenes como juguete y por entusiastas que le han ido encontrando misiones inslitas.

FIG 13http://www.luigikeynes.com/posts/9443/rusia-crea-drones-de-ataque-de-varias-toneladas.html

Por el momento el espacio areo est muy despejado para que se pueda utilizar estos artefactos, pero en el caso de los ms grandes, se requiere un permiso de la autoridad area de cada pas y zona para poder utilizar estos sorprendentes equipos.

3.4.2 DRONE UTILIZADO POR LA POLICIA PARA FINES DE INVESTIGACION.

se est utilizando DRONES por ejemplo para hacer toma de imgenes de escenas de crmenes, persecucin y seguimiento de delincuencia, tambin como pruebas para colocar comparendos de trnsito a los usuarios de vehculos que cometan infracciones.

FIG.14http://www.seguridadinternacional.es/?q=es/content/el-empleo-emergente-de-drones-con-fines-policiales-en-la-uni%C3%B3n-europea-avances-y

El uso que se puede hacer de los drones es muy variado, por ello anlisis se va centrar en analizar nicamente en el empleo de drones con fines de seguridad, concretamente, para monitorizar sospechosos durante una investigacin policial.

Los drones se han popularizado entre los cuerpos de polica ya que es un sistema de vigilancia menos visible que los aviones normales, y pueden permanecer en el aire durante ms tiempo que estos ltimos. El presupuesto para la creacin y uso de drones para la identificacin de criminales va aumentando vertiginosamente cada ao. Los drones permiten as hacer fotografas areas con alta definicin, ya que estn provistos de potentes cmaras y sistemas de rastreo avanzados. An as, su tecnologa y usos podran aumentar an ms en un futuro prximo. Las aeronaves no tripuladas no slo sirven para captar y almacenar imgenes, sin pueden llegar incluso a hackear redes de WiFi o a interceptar comunicaciones civiles. Igualmente, cada vez hay ms drones equipados con mecanismos de reconocimiento facial y toma de imgenes trmicas que ayudan a los entes policiales a detectar criminales. Estos sensores permiten monitorizar a los sospechosos cada vez con mayor precisin

FIG.15 http://www.seguridadinternacional.es/?q=es/content/el-empleo-emergente-de-drones-con-fines-policiales-en-la-uni%C3%B3n-europea-avances-y

4. CONCLUSIONES Esta tecnologa est siendo aplicada en variadas industrias, en un rpido proceso de maduracin.

Su uso permitir una mejora en los procesos de control, minimizando costosAsociados a la operacin

La evolucin de los drones ha sido posible gracias a la expansin de estos en el rea militar, es as que fueron creados con propsitos blicos y de autodefensa no obstante tuvo un gran avance y trascendencia la Segunda Guerra Mundial, los drones tuvieron una una expansin tecnolgica

Los vehculos areos no tripulados como los DRONES permiten llevar a cabo trabajos que hasta hace poco tiempo slo era posible realizar con medios tradicionales muy costosos (topografas tradicional o topografa area). Con la introduccin de los drones es posible aumentar la la productividad, con costos mucho menores de tiempo y dinero

Los topgrafos tradicionales tambin pueden complementar su trabajo con un modelo topogrfico 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 estndar 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 ms comprensibles para los usuarios finales.

5. BIBLIOGRAFIA

NORMA UTILIZADA, American Psychological Association. Publication Manual of the American Psychological Association (Fifth Edition). Washington, DC: American Psychological Association, 2001. Una pgina web.http://mappinggis.com/2014/09/ejemplos-de-uso-de-drones-en-gis/Una pgina web:http://fotogrametriapractica.blogspot.com.co/2015/03/uso-de-drones-para-la-actualizacion.html

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