La topografía tradicional ha experimentado una transformación significativa con la introducción de los drones. Estos dispositivos aéreos no solo han optimizado el tiempo y recursos en la realización de levantamientos topográficos, sino que también han aumentado la precisión de los datos recopilados. La tecnología de los drones permite cubrir grandes extensiones de terreno en poco tiempo, capturando datos con detalle y precisión elevada. Este artículo explora cómo los drones están revolucionando la topografía, describiendo desde cómo realizar estudios topográficos con drones hasta el software necesario, las técnicas de medición y la formación requerida para especializarse en este campo emergente.
Cómo hacer un estudio topográfico con drones
Realizar un estudio topográfico con drones implica varios pasos fundamentales. Inicialmente, se debe seleccionar el tipo de drone y la cámara o sensor adecuados según el tamaño del área y la precisión requerida. El proceso sigue con la planificación del vuelo, que incluye definir las rutas del drone y los puntos de toma de datos, teniendo en cuenta las regulaciones aéreas locales.
Durante el vuelo, el drone recopila datos en forma de imágenes o escaneos láser, que luego son procesados para crear modelos digitales del terreno (MDT) o mapas topográficos. Este proceso se complementa con puntos de control en el terreno, que sirven para calibrar y verificar la exactitud de los datos obtenidos por el drone.
Software y programas para topografía con drones
Los programas para el procesamiento de datos obtenidos mediante drones en la topografía son esenciales para convertir grandes volúmenes de imágenes y escaneos en modelos útiles y precisos del terreno. A continuación, se detalla más sobre cada uno de los programas más utilizados en la topografía con drones:
Pix4Dmapper
Pix4Dmapper es uno de los software líderes en fotogrametría a partir de datos capturados por drones. Este programa es capaz de transformar imágenes multiespectrales y RGB en mapas digitales precisos y modelos 3D detallados. Lo que distingue a Pix4Dmapper es su capacidad para automatizar casi todo el proceso de mapeo, desde el ajuste de las imágenes hasta la generación del modelo final.
Características destacadas:
- Procesamiento de imágenes: Capacidad para procesar miles de imágenes automáticamente, ajustando la orientación y calibrando colores.
- Georreferenciación: Usa puntos de control en el suelo y GPS integrado para mejorar la precisión de los modelos.
- Modelado 3D: Genera modelos 3D texturizados, ortomosaicos, modelos de superficie digital (DSM) y modelos de elevación digital (DEM).
- Compatibilidad: Exporta los resultados en varios formatos compatibles con otros software de GIS y CAD.
DroneDeploy
DroneDeploy ofrece una solución integral desde el vuelo del drone hasta el análisis de los datos capturados. Este programa es utilizado principalmente por profesionales en agricultura, construcción, y topografía para obtener insights rápidos y efectivos del terreno o de las obras.
Características destacadas:
- Planificación de vuelo: Interfaz intuitiva para la programación y automatización de vuelos.
- Procesamiento en la nube: Permite que los usuarios carguen imágenes directamente a la nube donde se procesan para formar mapas y modelos.
- Herramientas de análisis: Ofrece herramientas para el análisis volumétrico, seguimiento de progreso de obras, y detección de cambios.
- Integración: Se integra con otras plataformas y herramientas como SAP, John Deere, y Autodesk.
Agisoft Metashape
Agisoft Metashape (anteriormente conocido como Agisoft PhotoScan) es un software avanzado de fotogrametría que permite a los usuarios procesar imágenes digitales y generar datos 3D espaciales para ser utilizados en aplicaciones GIS, documentación de patrimonio cultural, y efectos visuales, así como para mediciones indirectas de objetos de diversos tamaños.
Características destacadas:
- Calibración robusta: Ofrece opciones de calibración manual y automática para diferentes tipos de cámaras, incluyendo cámaras fisheye.
- Procesamiento multiespectral: Soporta el procesamiento de imágenes capturadas en diferentes longitudes de onda para análisis detallado.
- Modelado 3D: Capaz de construir texturas de alta resolución y modelos poligonales basados en las posiciones relativas de las imágenes.
- Flexibilidad: Proporciona herramientas para editar los modelos resultantes y mejorar la precisidad de los datos mediante herramientas de post-procesamiento.
Estos programas son fundamentales para los profesionales que buscan aprovechar al máximo las capacidades de los drones para la topografía, ofreciendo una gama de opciones para la captura, procesamiento, análisis y presentación de datos topográficos y cartográficos.
Las mediciones y la fotogrametría con drones son dos de los principales usos de esta tecnología en el campo de la topografía, proporcionando una manera eficiente y precisa de obtener datos espaciales detallados de grandes áreas o terrenos de difícil acceso. Aquí profundizamos en cómo funcionan estas técnicas y cuáles son sus aplicaciones principales.
Mediciones con Drones
Los drones equipados con tecnología de sensores avanzados, como Lidar (Light Detection and Ranging) y cámaras multiespectrales, han revolucionado la manera en que se realizan las mediciones del terreno. Estos dispositivos pueden capturar datos con un alto nivel de detalle y precisión, lo que es fundamental para una variedad de aplicaciones, desde la ingeniería civil hasta la conservación del medio ambiente.
- Lidar con drones: Este sensor emite pulsos de luz láser hacia el terreno y mide el tiempo que tarda cada pulso en regresar al sensor. El resultado es un conjunto denso de puntos (nube de puntos) que representan con precisión la forma tridimensional del terreno y las estructuras sobre él, incluso en áreas forestadas donde la visibilidad es limitada. Los datos Lidar son especialmente útiles para modelar la topografía bajo el dosel forestal y para estudios geológicos y de riesgo como la erosión y deslizamientos de tierra.
- Sensores multiespectrales y térmicos: Estos sensores capturan información más allá del espectro visible, lo que es útil para la agricultura de precisión, el análisis medioambiental y la gestión de recursos naturales. Por ejemplo, pueden identificar el estrés hídrico en cultivos o analizar la vegetación en un área protegida.
Fotogrametría con Drones
La fotogrametría es el proceso de usar fotografías para tomar medidas y es especialmente eficaz cuando se aplica a los datos capturados por drones. Esta técnica permite a los topógrafos crear mapas, modelos 3D, y ortofotos de alta resolución.
Proceso de captura y análisis:
- Planificación del vuelo: El primer paso es planificar la trayectoria del vuelo del drone, asegurándose de que las áreas de interés sean cubiertas de manera eficiente y que las imágenes tengan suficiente solapamiento (generalmente entre 60% y 80%).
- Captura de imágenes: Durante el vuelo, el drone toma imágenes a intervalos regulares, asegurando una cobertura completa del área.
- Procesamiento de imágenes: Las imágenes son cargadas en un software de fotogrametría, donde son alineadas para construir un modelo digital del terreno o una nube de puntos. Este proceso incluye la identificación de puntos de referencia comunes en múltiples imágenes para estimar la posición tridimensional de cada punto.
- Generación de productos finales: A partir de la nube de puntos y las imágenes, se pueden generar varios productos como modelos 3D, mapas topográficos, y ortofotos. Estos productos son útiles para planificación urbana, gestión de proyectos de construcción, y más.
Aplicaciones:
- Construcción y monitoreo de infraestructuras: Seguimiento del progreso en proyectos de construcción, inspección de infraestructuras y planificación de mantenimiento.
- Planeación urbana y gestión de propiedades: Creación de mapas detallados que ayudan en la planificación del uso del suelo y la gestión de propiedades.
- Arqueología y conservación: Documentación de sitios históricos y monitoreo de cambios en áreas protegidas sin perturbar el entorno.
En conclusión, la combinación de mediciones avanzadas y fotogrametría con drones ha abierto nuevas posibilidades en la topografía, proporcionando métodos más rápidos, seguros y precisos para la recopilación de datos geoespaciales, adecuados para una amplia gama de aplicaciones profesionales y científicas.
Curso para hacer trabajos de topografía con drones
Para aquellos interesados en la topografía con drones, existen cursos especializados que abarcan desde los fundamentos de la operación de drones hasta técnicas avanzadas de mapeo y procesamiento de datos. Estos cursos suelen incluir módulos sobre regulaciones aéreas, manejo de software específico, técnicas de captura de datos y métodos de análisis.
Puedes echar un vistazo o descargar aquí un completo curso de topografía mediante drones. Si bien el curso no profundiza en cada apartado al máximo nivel, sí te da las claves completas de cada paso y aspecto importante que debes aprender y realizar. Además, en los últimos apartados, te indica cómo sería la fase de presentación, la etapa post-curso, cómo aprovechar los conocimientos e información de investigación existente, aplicación práctica de todo lo aprendido y el mantenimiento actualizado de los conocimientos a lo largo del tiempo.
Aplicaciones y futuro de la topografía con drones
La topografía con drones no se limita solo a la creación de mapas. Sus aplicaciones se extienden a la inspección de infraestructuras, la gestión de recursos naturales y el monitoreo ambiental. La rapidez con que se pueden obtener datos detallados y de difícil acceso convierte a los drones en una herramienta invaluable para la gestión de desastres y la planificación urbana.
En conclusión, la topografía con drones es un campo en constante evolución que ofrece múltiples beneficios sobre los métodos tradicionales. Con el avance continuo de la tecnología de drones y software especializado, su aplicación seguirá expandiéndose, redefiniendo los límites de lo que es posible en el mapeo y análisis del terreno.