Introducción
En este artículo os traigo el levantamiento fotogramétrico realizado en una cantera en desuso ubicada cerca de la localidad de Agost y de la cual se extraía material con destino a las cerámicas de ésta.
Hemos volado una superficie de casi medio km2 y, de la restitución, hemos obtenido una ortofoto con un GSD de 3.16 cm/pixel, una nube de puntos 3D de 12,8 millones de puntos (aproximadamente 27 puntos por m2), su correspondiente modelo 3D, un modelo digital de la superficie (DSM) y otro del terreno (DTM). También hemos obtenido un plano de curvas de nivel, diversos perfiles longitudinales y hemos calculado diversas superficies y volúmenes de excavación.
La utilidad de este trabajo, además de la meramente documental, va encaminada a su utilización como punto de partida tanto en el caso de una reapertura de la cantera (bastante improbable pues parece haber sido explotada hasta el agotamiento del mineral de arcilla blanca característico de la zona) como en el caso de que se planteara la rehabilitación del entorno previa conversión de la cantera en un vertedero de materiales inertes no peligrosos procedentes de diferentes actividades industriales y constructivas.
El vuelo se ha realizado con un dron FIMI X8 SE 2020 y los productos obtenidos en el proceso de restitución pueden ser exportados y explotados en aplicaciones optimizadas para determinados procesos técnicos e ingenieriles.
El artículo lo hemos dividido en 2 partes con el siguiente contenido:
Parte I
– Ubicación de la cantera
– Características del vuelo
– Restitución fotogramétrica
– Nube de puntos. Modelo 3D
– Ortofoto
– Resumen
Parte II
– Modelos digitales de superficie y terreno
– Curvas de nivel
– Perfiles longitudinales
– Cálculo de distancias y alturas
– Cálculo de áreas y volúmenes
Ubicación
La cantera se ubica en el término municipal de Agost a unos 3 km del núcleo urbano, junto al Cordel de Novelda a Agost (cordel= vía pecuaria de una anchura media de 37.5m).
Las coordenadas WGS84 son (38.435151ºN, 0.610934ºW)
Características del vuelo
El vuelo de la zona se ha realizado con un dron FIMI X8 SE 2020 a una altura media sobre el terreno de 100 m. El número de pasadas realizadas ha sido de 29 con una separación de las líneas de vuelo de aproximadamente 23.8 m y un tiempo de disparo entre fotografías de 1 segundo, consiguiendo de esta forma una superposición frontal superior al 90% y lateral superior al 85%.
El tiempo aproximado de vuelo incluyendo las operaciones de cambio de baterías ha sido de 1 hora y 10 minutos, obteniendo más de 2000 fotografías con una resolución de 4000 x 3000 pixeles (12 Mpx).
Restitución fotogramétrica
Para el alcance del trabajo que presento en este artículo se ha considerado suficiente utilizar sólo una parte de las fotografías generadas, en concreto 776, que han sido suficientes para obtener un conjunto de datos de elevada precisión, dejando el resto para posteriores trabajos si se considerara necesario obtener una nube de puntos más densa y un modelo 3D con un nivel de detalle más elevado.
En la restitución fotogramétrica con las 776 fotografías se ha obtenido una RMS de 3,40 cm para los 6 puntos de control en tierra (GCP) utilizados para la georreferenciación.
El levantamiento en campo de los puntos de control GCP se ha realizado con un GPS con procesador ZEP-F9P, que da una precisión en posicionamiento RTK de 2 cm (error inferior a 2 cm)
Nube de puntos. Modelo 3D
En la restitución se han obtenido una nube de puntos 3D georreferenciada de más de 12,8 millones de puntos, abarcando una superficie superior a las 46,4 ha (casi medio km2), y un modelo texturizado 3D.
La densidad media de puntos por m2 es de unos 27.
Es necesario resaltar que, si bien para la restitución fotogramétrica es necesario utilizar una aplicación específica para este cometido, existen en el mercado tanto aplicaciones de pago (p.ej.:Pix4D, Metashape) como de libre uso (p.ej.: webODM), y tanto la nube de puntos como el modelo texturizado, así como la ortofoto, DSM, DTM, curvas de nivel,etc., pueden ser exportados para ser utilizados en otras aplicaciones más específicas para su explotación, más acordes con el objetivo que se persiga, bien técnico, bien de visualización o impresión 2D y 3D, como pueden ser ArcGis, Qgis, AutoCad o MeshLab y Blender, en el caso de los modelos texturizados.
Vistas 3D de la nube de puntos y modelo generados
Nube de puntos de la cantera
Modelo 3D de la cantera
Nube de puntos de la cantera
Modelo 3D de la cantera
Ortofoto
Otro de los productos obtenidos en el proceso de restitución es una ortofotografía de la zona volada con un nivel de detalle de 3.16 cm/pixel.
Es bien conocida la utilidad que las ortofotografías tienen para todo tipo de aplicaciones, desde las meramente documentales a las directamente relacionadas con campos como la arqueología, planificación o diseño de infraestructuras y urbanismo. Las ortofotos proporcionan una visión actual de la zona objeto de estudio y permiten realizar directamente mediciones en el plano XY de restitución, así como trazar alineaciones de los elementos existentes en el momento del vuelo. Además, si se ha realizado una georreferenciación del modelo, podremos obtener coordenadas verdaderas de los elementos que nos interesen.
Resumen
A modo de resumen sobre esta primera parte de la restitución fotogramétrica de la cantera, hemos de resaltar la versatilidad que nos proporcionan los vuelos con drones para su aplicación en diversos campos, en este caso en aplicaciones de ingeniería civil y/o medio ambiental, sin olvidarnos de aplicaciones documentales o arqueológicas.
Los resultados del levantamiento fotogramétrico que hemos presentado nos permiten vislumbrar su utilidad tanto en las tareas de planificación, proyecto y seguimiento de la ejecución de obra. La reducción de costes en todas y cada una de las fases del diseño, ejecución y explotación de una infraestructura son evidentes, pues desde el momento de la realización de un vuelo (en este caso se ha cubierto casi medio km2) hasta la entrega de la nube de puntos 3D, el modelo texturizado y la ortofotografía georreferenciada pueden transcurrir entre 24 y 36 horas.
Y los datos proporcionados aportan un nivel de precisión muy elevado, además de permitir analizar en gabinete partes del territorio con todo lujo de detalles.
Como veremos en la parte 2 de este levantamiento fotogramétrico, la utilización de los datos hasta ahora presentados, nos permitirán obtener y realizar tareas técnicas con gran rapidez y detalle. Nos estamos refiriendo a la obtención de modelos de superficie DSM y terreno DTM, curvas de nivel, medida directa sobre el modelo 3D de distancias, alturas, superficies sobre cualquier plano y, por supuesto, volúmenes de excavaciones, rellenos, desmontes y terraplenes.
