Aeron: Tecnología drone para proyecto de cartografía geológica

Hoy en día no es ninguna novedad hablar de drones, hace ya 5 años de la irrupción de esta herramienta en la vida civil. Su aplicación en diferentes ámbitos empresariales conlleva un alto componente tecnológico que supone una auténtica revolución en comparación con otros métodos más tradicionales de trabajo.

En el campo industrial, Aeron está trabajando de forma activa con drones como herramienta para la toma de datos, aportando información de calidad en diferentes ámbitos así como en investigación para la paleontología, geomorfología, tectónica, geofísica,…

Al igual que en otros sectores, el drone en las geociencias ha llegado para quedarse, se ha convertido en una herramienta indispensable para la toma de datos que nos aporta una serie de ventajas que veremos a lo largo de este artículo.

1.- Necesidades

El Dpto. de Geología de la Universidad de Oviedo se puso en contacto con Aeron para la realización de una cartografía geológica y estructural, además de cortes geológicos de detalle, de una zona costera de los alrededores de Gijón. Concretamente las playas de Peñarubia, el Rinconín y el camping, Serín y el talud del cerro de Santa Catalina.

Los vuelos drone son solicitados después de comprobar que las ortofotos de las bases de datos y plataformas disponibles no tienen la escala apropiada, por lo que se opta por montar una cámara fotográfica de alta resolución con sensor full-frame sobre plataforma drone con posicionamiento GPS para la toma de fotos cenitales y oblicuas. Con este sistema se podrá obtener un nuevo modelo 3D y ortofotos / ortoplanos georreferenciados a la escala que el proyecto requiere.

Las zonas a cartografiar son playas urbanas, la mayoría con una senda peatonal que permite acceder fácilmente para realizar los vuelos.

2.- Planificación

Se hace un primer reconocimiento de la zona para tener en cuenta posibles obstáculos como vegetación, antenas, cables, torres eléctricas y de comunicaciones, etc. Una vez realizadas estas comprobaciones se localizan los posibles puntos de despegue y aterrizaje.

Se procede a demarcar varias áreas de trabajo, realizando este procedimiento para cada área designada.

Imagen 1. Cedida por Aeron by GAM.

Imagen 2. Cedida por Aeron by GAM.

En oficina se genera el plan de vuelo en función del reconocimiento previo, características de la zona de estudio, condiciones meteorológicas, hora de vuelo (iluminación y sombras), autonomía del drone, así como zonas de vuelo restringido. Se determinan otros factores como la altura de vuelo, el número de fotogramas, la cantidad de trayectorias de vuelo del drone, la velocidad, el ángulo de la cámara, el solape longitudinal o el solape transversal.

Imagen 3. Cedida por Aeron by GAM.

Una vez diseñado el plan de vuelo se marcan en el suelo los puntos de apoyo, que consisten en unas marcas/dianas que se puedan apreciar en las imágenes tomadas desde el drone/RPA (ver imagen 4). Estos puntos se posicionarán por medio de un sistema GNSS para dotarlos de coordenadas precisas, que posteriormente se utilizarán para georreferenciar todo modelo obtenido en el primer procesado de las imágenes.

Imagen 4. Cedida por Aeron by GAM.

El siguiente paso es elegir una zona de despegue y aterrizaje despejada y tranquila, donde se ejecutará el plan de vuelo previamente diseñado.

Imagen 5. Cedida por Aeron by GAM.

3.- Trabajo de gabinete

Ejecutado el plan de vuelo y con el drone en tierra, se comprueban los datos obtenidos por si hiciera falta repetir o modificar alguno de los vuelos planificados.

La integración de estos datos con los datos geológicos tomados en campo permitirá realizar un modelo geológico y estructural (en cortes y/o 3D) de la zona de estudio con mucho detalle.

El modelo geológico desarrollado es la base de posteriores estudios, ya sea con objetivos científicos (evolución de la cuenca de estudio) o aplicados (estabilidad de los taludes, acuíferos, ingeniería geológica, etc.).

4.- Ventajas de la plataforma drone

Se elige la plataforma drone por las siguientes ventajas:

• Las diferentes fotografías tomadas, tanto oblicuas como cenitales, permiten la realización de ortofotografías para visualizar la estructura de la zona a una escala no disponible en las observaciones de campo. Esto facilita además el reconocimiento de la estratigrafía de una manera mucho más detallada.
• Es posible realizar medidas de distancia en el modelo 3D utilizando software específico para ello.
• Es posible realizar medidas de planos (dirección y buzamiento) de estratificación y planos de falla desde el modelo 3D de zonas no accesibles en campo.
• Permite la interpretación geológica y estructural en imágenes de detalle ortorectificadas...
• La toma de datos por medio de drone ayuda a la interpretación geológica del modelo 3D e interpretación de las estructuras generadas en la corteza, producto de movimientos propios de la dinámica terrestre.
• La toma de datos es a demanda, cuándo, dónde y cómo lo requiera la campaña de investigación, no se necesitan contratar vuelos costosos para obtener ortoimagenes y modelos digitales. Volamos y de forma inmediata podemos empezar a trabajar con los datos.

4.1.- Información actualizada

No dependemos de terceros, tomamos los datos en el momento que necesitamos y con la frecuencia necesaria.

4.2.- Trazabilidad en el tiempo

El no depender de vuelos tradicionales nos permite tomar tantos datos como necesitemos, pudiendo realizar un seguimiento en función de las necesidades del estudio que se está realizando (por ejemplo, monitorizar desplazamientos).

4.3.- Accesibilidad y reducción de riesgos

Las posibilidades que aportan los drones para la toma de datos en zonas de difícil acceso o con topografía complicada son un gran apoyo para investigaciones científicas y trabajos técnicos, por lo que son una herramienta ideal para el estudio de la superficie de la tierra.

Como conclusión, la tecnología drone reduce tiempos y costes de las campañas, garantiza la precisión de los datos y reduce los riesgos de personas y equipos.

Resultados de la toma de datos para este proyecto. Modelo 3D con texturas: Ortofoto - Ortoplano