EL CONTROL FOTOGRÁFICO ORIENTADO A LA CREACIÓN DE MAPAS CON VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS PARTICULARITIES OF THE PHOTOGRAPHIC CONTROL AIMED AT CREATE MAPS WITH UNMANNED AERIAL VEHICLES Raymari Roche Ricaño1, Dayamit Ojeda Martínez2 1UCT GEOCUBA investigación y consultoría, Cuba, [email protected], Loma y 39 Nuevo Vedado 2UCT GEOCUBA investigación y consultoría, Cuba, [email protected], Loma y 39 Nuevo Vedado

RESUMEN: Con el desarrollo de las tecnologías aplicadas en los levantamientos aerofotográficos, los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), han facilitado la obtención de imágenes para la realización de mapas a grandes escalas. Para el procesamiento digital de las imágenes obtenidas de los vuelos con los VANT se utiliza el programa Photoscan Pro, lo que minimiza el tiempo para llevar a cabo todos los procesos tecnológicos que intervienen y la cantidad de especialistas requeridos para realizarlos, en comparación con los métodos y equipamientos tradicionales. La planificación del control fotográfico (control foto) se realiza en correspondencia con la escala de salida que se quiere lograr y es lo que asegura la precisión y exactitud de los resultados finales para cartografía de grandes escalas, a través del amarre geodésico mediante los puntos de control y de apoyo con la fotografías.

Palabras Clave: Control fotográfico, VANT, levantamientos aerofotográficos.

ABSTRACT: With the development of the technologies applied in the aéreo-photographic risings, the Air Unmanned (VANT) Vehicles, it has facilitated the obtaining of images for the realization of maps to big scales. For the digital prosecution of the obtained images of the flights with VANT the program Photoscan Pro is used, what minimizes the time to carry out all the technological processes that intervene and the quantity of specialists required to carry out them, in comparison with the methods and traditional equipments. The planning of the photographic control is carried out in correspondence with the exit scale that one wants to achieve and it is what assures the precision and accuracy of the final results for cartography of big scales, through the geodesic mooring of the control points and of support with the pictures. KeyWords: Photographic control, UAV, air-photographic risings.

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Roche, R.; Ojeda, D. | “LA PLANIFICACIÓN DEL CONTROL FOTO PARA LOS VUELOS CON VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS.”

1. INTRODUCCIÓN. En el caso de la Percepción Remota, tradicionalmente, en años pasados, la información se obtenía a través de levantamientos aéreos y técnicas fotogramétricas que siempre han sido costosas y consumen mucho tiempo en la ejecución de la cartografía de extensos territorios, para grandes escalas(1). El control fotográfico en sus inicios se realizaba, con puntos de control coincidentes para todas las imágenes de cada tripleta, obtenidas en los levantamientos aerofotográficos tradicionales. Las señales artificiales se realizaban en forma de cruz y se medían los puntos en el centro, cuando se utilizaban señales oscuras se hacía necesario aumentar su tamaño 0,5 veces(2). Los adelantos recientes en la tecnología de la computación, la velocidad de las operaciones, los volúmenes de datos que se manejan, la capacidad del almacenamiento, la demanda creciente de las bases cartográficas digitales, la posibilidad de contar con computadoras y programas que poseen las capacidades y prestaciones necesarias para la producción de la cartografía digital, con el desarrollo de los VANT. La obtención de imágenes obtenidas con esta tecnología ha aumentado la posibilidad de análisis que se pueden realizar y en menos cantidad de tiempo. Esto ha favorecido la utilización en Cuba de la tecnología VANT como fuente generadora de datos e información para la cartografía, de ahí la necesidad de aplicar el desarrollo de las nuevas tecnologías para llevar a cabo estos procesos(3). La planificación del control foto para vuelos realizados con tecnología VANT, es fundamental para el posterior procesamiento de las imágenes y la obtención de resultados con salida cartográfica para grandes escalas por ejemplo como 1:500. Para ello, el presente trabajo lleva como objetivo analizar las particularidades de la planificación del control fotográfico aplicadas a las nuevas tecnologías en procesamiento y obtención de las mismas con los VANT. Enfatizar en los dos momentos posibles para realizar la planificación del control foto y el uso para cada uno de los casos de señales artificiales.

2. MATERIALES Y MÉTODOS. Se emplearon imágenes obtenidas mediante los VANT, con una altura de vuelo de hasta 500m para grandes escalas y con una cámara no métrica de 16mgpix. Con un área de solape y una calidad por debajo de los 0,5 para cada imagen. El procesamiento fotogramétrico automatizado

que se trabaja con el programa de procesamiento digital de imágenes Photoscan Pro, se realiza mediante el método de imágenes coincidentes, que no es más que el área de solape con que cuentan las imágenes del bloque y lo que permite que todo el bloque se pueda amarrar con los parámetros específicos para la escala de salida con un menor cantidad de puntos que el método tradicional estéreo-fotogramétrico. La planificación del control foto se realiza en cualquier Sistema de Información Geográfica (SIG) como el Arcgis, con imágenes Google de base u ortofotos rápidas. Particularidades del Control fotográfico para las imágenes obtenidas con los VANT. En la planificación hay que tener en cuenta el área que se quiere volar, para saber la densidad de puntos que se necesitan como mínimo y realizar su distribución en el terreno de manera homogénea, para la escala de salida que se quiere y la altura del vuelo con que se va volar. Cada proyecto de vuelo debe contar como mínimo con 5 puntos de apoyo y al menos 1 de control, los 5 puntos de apoyo se distribuirán en los bordes del proyecto y uno en el centro si el bloque de levantamiento es un polígono, si se trata de una carretera la distribución se realiza de forma intercalada como se muestran en la figura1(4).

Fig1. Distribución de los puntos de apoyo y de control.

El criterio de cantidad de puntos depende de la escala de salida, para el caso de la escala 1:500 es necesario densificar un punto cada 500 m, si se requiere una escala 1:1000 es necesario densificar un punto cada 1000 m, para que garantice la exactitud de los resultados y el margen de error permisible para esas escalas. Según la Norma Cubana del Comité Estatal de Normalización, en el año 1992 y según las Instrucciones Técnicas para los Levantamientos Topográficos, la exactitud de los mapas de salida responde a los criterios que se muestran en la tabla siguiente.

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TablaI: Exactitud de los mapas de salida(4).

Otro aspecto a tener en cuenta a la hora de la planificación del control foto es la ubicación de los puntos en lugares fotoidentificables(5). Para el caso de las áreas que sea necesario señalizar antes del vuelo, las señales utilizadas deben estar en contraste con el lugar donde se ubiquen para facilitar su ubicación en el proyecto. Es recomendable que las señales artificiales utilizadas sean, sean blancas preferiblemente o amarillas y en forma de “L” sobre una superficie oscura y negras cuando es sobre una superficie blanca, para el caso de la señal artificial negra debe ser de mayor tamaño que la blanca para que pueda ser apreciable en la fotografía (Fig2).

Fig2. Señal artificial.

El control foto se puede hacer en dos momentos:  Antes del vuelo: La planificación del control foto se realiza sobre imágenes de google actuales, para evitar variaciones de los elementos que se encuentran sobre el terreno, con respecto a la actualidad para que exista una coincidencia de los elementos que sirven de base para la ubicación de los puntos en las imágenes. Es necesario señalizar antes del vuelo en el caso de las áreas no urbanizadas con ausencia de elementos fotoidentificables y con vegetación,

como es el caso del punto 3 en la figura siguiente. La realización de señales artificiales garantiza una mejor precisión y una correcta ubicación de los puntos para su posterior procesamiento. Como se puede ver en la figura3.

Fig3. Planificación del control foto antes del vuelo en Camarioca.

El polígono correspondiente al punto poblado Boca de Camarioca, perteneciente a la provincia de Matanzas. Abarca una extensión de 2.8 km2, sin embargo existe una extensión de mar que no es necesario sobrevolar por tanto se realizará un vuelo para garantizar el cubrimiento del área a 150 m de altura, con solape a 60% y periodo de disparo de la cámara fotográfica cada 1.3 segundos.  Después del vuelo: La planificación después del vuelo se realiza sobre una ortofoto rápida realizada a partir de las imágenes obtenidas del vuelo. Es necesario posicionar los puntos correctamente en los lugares fotoidentificables. Para zonas urbanizadas es muy sencillo este proceso, teniendo en cuenta que una de las mejores señales para la ubicación de los puntos son las señales en forma de “L” que son correspondientes con las esquinas de las aceras en las ciudades etc. En zonas rurales la planificación del control foto después del vuelo es difícil. La ubicación de los puntos en lugares sin asentamientos poblacionales y con grandes áreas de vegetación es compleja la correcta ubicación de los puntos por la ausencia de lugares fotoidentificables.

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Fig4. Planificación del control foto después del vuelo en Pinar del Río.

Orto imagen rápida de una porción de Pinar del Río, obtenida con el VANT Berkut, en un vuelo realizado en marzo de 2015.

2. Cruz Díaz R, Rodríguez Aguilar A, Castro Leyva J. Aerofotogeodesia. In: Educación. Py, editor. Tomo 11987. p. 305. 3. Alvarez Portal R, Interián Pérez S. Los ojos del hombre en el espacio: Percepción Remota Satelital. 2009. La Habana.; [317]. 4. Ojeda Martínez D. Metodología para la obtención de ortofotoplanos a partir de las fotografías aéreas obtenidas mediante los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT). La Habana: GEOCUBA investigación y consultoria, 2015. 5. Rodríguez Roche E. Metodología para el posicionamiento geodésico con gnss en apoyo al control fotográfico de los levantamientos aéreos con tecnología VANT. La Habana: GEOCUBA investigación y consultoria., 2015. 6.

SÍNTESIS CURRICULAR.

3. RESULTADOS. La implementación del control foto para los levantamientos aerofotográficos con lo Vant, garantiza el amarre de las imágenes tomadas durante el vuelo, con los centros de coordenadas correspondientes a los puntos de control y de apoyo que fueron posicionados y medidos en el terreno. Garantizando así la exactitud de los resultados del procesamiento que pueden ser orto-fotos o modelo digital de elevación (DEM), para hacer mapas a grandes escalas.

4. CONCLUSIONES.  El control fotográfico en la actualidad es fundamental para la generación de mapas con grandes escalas de salida como 1:500.  El control foto se puede realizar en dos momentos, antes del vuelo y después del vuelo.  Es recomendable realizar el control foto antes del vuelo para zonas rurales, sin asentamientos poblacionales y realizar las señales artificiales en correspondencia con la superficie donde se vayan a ubicar.  En áreas urbanas el control foto se puede realizar después del vuelo, por la existencia de lugares fotoidentificables en la ciudad.  Es necesario una distribución homogénea de los puntos de control y de apoyo en el área que se quiere volar en correspondencia con la escala de salida para los resultados.

Raymari Roche Ricaño, nació el 24 de febrero de 1990 en la provincia central de Cienfuegos. Recibe educación de pregrado en Cuba (Universidad de La Habana). Obtiene título de Licenciado en Geografía en el 2014. Realizó posgrados de superación en el Centro de Superación de GEOCUBA investigación y consultoría en: Introducción a la tecnología VANT, Cartografía digital y SIG. Impartió el curso de Procesamiento digital de imagines con Photoscan. Ha participado en 1 evento internacional EGAL 2015, y tiene 1 publicación en el mismo. Actualmente se encuentra cursando su servicio social en la Agencia de Teledetección del Centro de Investigaciones de GEOCUBA, como especialista de tercera. Dirección postal Loma y 39, Plaza de la Revolución, La Habana.

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Alvarez Portal R. Manual Teórico Práctico de Fotogrametría Básica. . 1995.

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