Modelos digitales del terreno mediante fotogrametría aérea realizada con un vehículo aéreo no tripulado

En las últimas décadas, el avance tecnológico ha aumentado a una velocidad vertiginosa. Muchos son los campos beneficiados, entre ellos la ingeniería y por consiguiente el desarrollo de maquinaria, técnicas y herramientas que facilitan el trabajo. Los vehículos aéreos no tripulados (UAVs), más conocidos como drones, se presentan como una alternativa muy interesante para llevar a cabo levantamientos topográficos mediante la técnica fotogramétrica. En este proyecto se desarrollan los Modelos Digitales del Terreno (MDT) de una superficie sobrevolada por un UAV en la localidad de Cubillos del Sil (León). Para ello, se han utilizado dos software: Mission Planner y PhotoModeler. En el primero se ha llevado a cabo la programación de la misión de vuelo del drone, siendo el fin la toma de fotografías aéreas. El segundo es el encargado de realizar la reconstrucción digital en 3D del terreno sobrevolado a partir de esas fotografías. El objetivo final es que los MDT obtenidos puedan ser utilizados en un futuro por cualquier equipo de trabajo que quiera desarrollar un proyecto sobre esos terrenos. ABSTRACT The pace of technology innovation is faster now than it has been for the past few decades. Engineering, and consequently machinery and diverse techniques, are the main beneficiaries. A clear example of this is the development of unmanned aerial vehicles (UAVs), more commonly known as drones. They are a very good alternative that can be used to carry out topographic surveys through photogrammetry. In this project the Digital Terrain Models (DTM) of an overflown area in the municipality of Cubillos del Sil (León) are developed. Two main pieces of software have been used for this purpose; Mission Planner and PhotoModeler. Programming of the drone flight mission was done with the former, allowing it to take aerial pictures, whilst the latter was used to digitally rebuild the overflown area in 3D, using the pictures from the first piece of software. The final aim of the project is to make the obtained DTM available for any future project.

Fotogrametría digital aplicada a la obtención de ortofotos y modelos digitales del entidades patrimoniales

[ES] Este proyecto contiene información obtenida en el siguiente trabajo de documentación geométrica de un elemento patrimonial:

Fotogrametría de UAV de ala fija y comparación con topografía clásica.

El objetivo de este proyecto es realizar un estudio comparativo utilizando dos procedimientos diferentes para la obtención de mapas y modelos digitales del terreno. Por un lado, realizando un levantamiento de una zona determinada mediante GPS y por otro lado mediante fotogrametría aérea utilizando un vehículo aéreo no tripulado. Dicho estudio surge de la necesidad de obtener cartografía de los elementos que nos rodean y en nuestro caso, como primera toma de contacto, en el empleo de una nueva tecnología. Puesto que este requisito ha existido siempre, es evidente que en cada época el avance de las distintas metodologías y tecnologías para la producción cartográfica es mayor. En la actualidad, una de las técnicas más empleadas es la Fotogrametría. La idea de poder sobrevolar una extensión determinada para obtener imágenes y posteriormente poder recomponer el modelo para obtener la geometría y los elementos de dicha extensión hace que esta técnica sea muy eficaz. Hoy en día, las técnicas siguen avanzando y encontramos en el levantamiento mediante la utilización de vehículos aéreos no tripulados una de las mejores alternativas. Se trata de una herramienta muy potente en la realización de trabajos a grandes escalas (1:1000, 1:500). Comparado con métodos tradicionales, la fotogrametría aérea mediante vehículos aéreos no tripulados ofrece una gran cantidad de ventajas: · Mayor precisión: la alta resolución de las fotos tomadas permite obtener modelos digitales del terreno con mayor nivel de detalle. · Ahorro de tiempo: el levantamiento topográfico se puede completar en cuestión de horas, en comparación a métodos de topografía terrestre y fotogrametría tradicional. · Reducción de costos operativos: ya que levantamiento topográfico toma menos tiempo y menos recursos. · Mejoras en seguridad: el uso de una plataforma UAV puede eliminar o reducir la necesidad de acceder a zonas peligrosas. · Manejo de mayor información: fotografías verticales u oblicuas combinadas, levantamientos topográficos precisos, modelos digitales del terreno y análisis volumétrico. · Facilita la toma de decisiones: basada en información relevante y actualizada.

Las Comisiones del Mapa de España en la década de 1850

La necesidad de contar con un mapa de base científica que cubriera todo el territorio español llevó al Estado a crear en paralelo varias Comisiones con cometidos geodésicos, topográficos y cartográficos durante la década de 1850. La labor simultánea de estas Comisiones se prolongó hasta 1859, cuando se aprobó la Ley de Medición del Territorio, que las fusionó en un único organismo. Este artículo analiza aspectos técnicos de los trabajos que realizaron estas Comisiones a partir de la información contenida en algunos documentos que custodia el Archivo Topográfico del IGN. Las conclusiones que se extraen son que estas Comisiones acometieron operaciones geodésicas que resultaron cruciales en el establecimiento ulterior de la red de triangulación peninsular, realizaron mediciones topográficas que fueron reutilizadas veinte años después en el levantamiento del Mapa Topográfico Nacional, e idearon las características catastrales que fueron adoptadas durante todo el siglo posterior para el Catastro de España.

Evaluación de áreas forestales de matorral utilizando un inventario multifásico

Tesis (Maestría en Ciencias Forestales) U.A.N.L.

Calibración geométrica de cámaras no métricas. Estudio de metodologías y modelos matemáticos de distorsión

La Fotogrametría, como ciencia y técnica de obtención de información tridimensional del espacio objeto a partir de imágenes bidimensionales, requiere de medidas de precisión y en ese contexto, la calibración geométrica de cámaras ocupa un lugar importante. El conocimiento de la geometría interna de la cámara es fundamental para lograr mayor precisión en las medidas realizadas. En Fotogrametría Aérea se utilizan cámaras métricas (fabricadas exclusivamente para aplicaciones cartográficas), que incluyen objetivos fotográficos con sistemas de lentes complejos y de alta calidad. Pero en Fotogrametría de Objeto Cercano se está trabajando cada vez con más asiduidad con cámaras no métricas, con ópticas de peor calidad que exigen una calibración geométrica antes o después de cada trabajo. El proceso de calibración encierra tres conceptos fundamentales: modelo de cámara, modelo de distorsión y método de calibración. El modelo de cámara es un modelo matemático que aproxima la transformación proyectiva original a la realidad física de las lentes. Ese modelo matemático incluye una serie de parámetros entre los que se encuentran los correspondientes al modelo de distorsión, que se encarga de corregir los errores sistemáticos de la imagen. Finalmente, el método de calibración propone el método de estimación de los parámetros del modelo matemático y la técnica de optimización a emplear. En esta Tesis se propone la utilización de un patrón de calibración bidimensional que se desplaza en la dirección del eje óptico de la cámara, ofreciendo así tridimensionalidad a la escena fotografiada. El patrón incluye un número elevado de marcas, lo que permite realizar ensayos con distintas configuraciones geométricas. Tomando el modelo de proyección perspectiva (o pinhole) como modelo de cámara, se realizan ensayos con tres modelos de distorsión diferentes, el clásico de distorsión radial y tangencial propuesto por D.C. Brown, una aproximación por polinomios de Legendre y una interpolación bicúbica. De la combinación de diferentes configuraciones geométricas y del modelo de distorsión más adecuado, se llega al establecimiento de una metodología de calibración óptima. Para ayudar a la elección se realiza un estudio de las precisiones obtenidas en los distintos ensayos y un control estereoscópico de un panel test construido al efecto. ABSTRACT Photogrammetry, as science and technique for obtaining three-dimensional information of the space object from two-dimensional images, requires measurements of precision and in that context, the geometric camera calibration occupies an important place. The knowledge of the internal geometry of the camera is fundamental to achieve greater precision in measurements made. Metric cameras (manufactured exclusively for cartographic applications), including photographic lenses with complex lenses and high quality systems are used in Aerial Photogrammetry. But in Close Range Photogrammetry is working increasingly more frequently with non-metric cameras, worst quality optical components which require a geometric calibration before or after each job. The calibration process contains three fundamental concepts: camera model, distortion model and method of calibration. The camera model is a mathematical model that approximates the original projective transformation to the physical reality of the lenses. The mathematical model includes a series of parameters which include the correspondents to the model of distortion, which is in charge of correcting the systematic errors of the image. Finally, the calibration method proposes the method of estimation of the parameters of the mathematical modeling and optimization technique to employ. This Thesis is proposing the use of a pattern of two dimensional calibration that moves in the direction of the optical axis of the camera, thus offering three-dimensionality to the photographed scene. The pattern includes a large number of marks, which allows testing with different geometric configurations. Taking the projection model perspective (or pinhole) as a model of camera, tests are performed with three different models of distortion, the classical of distortion radial and tangential proposed by D.C. Brown, an approximation by Legendre polynomials and bicubic interpolation. From the combination of different geometric configurations and the most suitable distortion model, brings the establishment of a methodology for optimal calibration. To help the election, a study of the information obtained in the various tests and a purpose built test panel stereoscopic control is performed.

Falcon herramientas de software para el procesamiento aerofotogramétrico

En el área de Aerofotogrametría Digital, el software comercial prevalente para postproceso presenta limitaciones debido a dos factores: (i) las legislaciones de cada país o región requieren diferentes convenciones, y (ii) las necesidades de las empresas son tan cambiantes que no justifican la compra de software de alto rendimiento, que puede quedar sin utilizar debido a un viraje del mercado -- El presente proyecto se ha desarrollado para atender necesidades de procesamiento automático de planos (partición, detección y corrección de errores, etc.), así como módulos de importación – exportación paquete a paquete, trazado de rutas e interacción con GPS -- Este artículo informa de los dos últimos aspectos -- Debido a necesidades de los clientes, los archivos entregados deben llevar un formato comercial (DWG, DXF), pero el procesamiento de los archivos debe ser hecho en paquetes y formatos diversos (DGN) -- Por lo tanto, fue necesario diseñar e implementar un formato acompañante que permitió llevar la información que se pierde al usar filtros comerciales (DGN a DXF/DWG) -- Asimismo se crearon módulos de importación y exportación redundantes, que hicieron efectivos dichos atributos -- En el aspecto de generación de rutas de vuelo, se reportan en este artículo la aplicación de algoritmos tradicionales de barrido (peinado) de áreas 2D, a los cuales se agregaron restricciones geométricas (puntos fijos, offsets, orden de los barridos de acuerdo a coordenadas del sitio de partida, etc.) -- Debido a los altos costos de equipos equivalentes, se decidió desarrollar software para traducción de rutas entre formatos GPS y formatos geográficos locales al país -- Ello permite la eliminación de fuentes de error y además facilita la carga del plan de vuelo, a costos mucho menores a los del hardware / software comercial

Herramientas automáticas de diagnóstico y corrección para aerofotogrametría

En Aerofotogrametría, el proceso de restitución (paso de imagen a formato electrónico vectorizado) es realizado por un operador humano, con asistencia de hardware y Software especializado -- Dicho proceso implica la traducción de accidentes geográficos, detalles topográficos, etc., la cual conlleva errores tanto geométricos (precisión) como topológicos (conectividad) de los datos digitales vectorizados -- Adicionalmente, aun si la vectorizacion es perfecta, los editores en etapas subsecuentes deben realizar tareas repetitivas: formateo, marcado, ajuste de convenciones, etc., que por el tamaño de los archivos de datos se hacen prolongadas y propensas al error -- Tanto los procesos de corrección como de formateo y marcado requieren además la ejecución de entradas / salidas con el usuario en el computador, proceso que es particularmente lento -- Esta investigación presenta el desarrollo de herramientas automáticas de (i) detección y corrección de errores comunes en los planos restituidos, (ii) partición y re-agrupación inteligentes de planos grandes, y (iii) formateo y marcado automático -- El desarrollo de software se hace usando el standard AIS (Application Interface Specification), lo que lo hace portable a los modeladores cuya interface AIS haya sido implementada -- El proyecto se desarrolla para la firma AeroEstudios LTDA de Colombia, la cual lo ha incorporado a sus herramientas de procesamiento de información digital

Aplicación de la fotografía aérea por drone al estudio y documentación del arte rupestre: los grabados de la Laguna Tinaja (Lagunas de Ruidera, Albacete) desde un nuevo punto de vista.

La presente comunicación tiene por objetivo analizar las posibilidades que el uso de la fotogrametría nos ofrece en el estudio y documentación del arte rupestre, en concreto los grabados.

Public acceptance of carbon dioxide capture and storage in a proposed demonstration area

With the rising levels of CO2 in the atmosphere, low-emission technologies with carbon dioxide capture and storage (CCS) provide one option for transforming the global energy infrastructure into a more environmentally, climate sustainable system. However, like many technology innovations, there is a social risk to the acceptance of CCS. This article presents the findings of an engagement process using facilitated workshops conducted in two communities in rural Queensland, Australia, where a demonstration project for IGCC with CCS has been announced. The findings demonstrate that workshop participants were concerned about climate change and wanted leadership from government and industry to address the issue. After the workshops, participants reported increased knowledge and more positive attitudes towards CCS, expressing support for the demonstration project to continue in their local area. The process developed is one that could be utilized around the world to successfully engage communities on the low carbon emission technology options.

Uncertainty budget in the measurement of typical airborne number, surface area and mass particle distributions

The effects of particulate matter on environment and public health have been widely studied in recent years. A number of studies in the medical field have tried to identify the specific effect on human health of particulate exposure, but agreement amongst these studies on the relative importance of the particles’ size and its origin with respect to health effects is still lacking. Nevertheless, air quality standards are moving, as the epidemiological attention, towards greater focus on the smaller particles. Current air quality standards only regulate the mass of particulate matter less than 10 μm in aerodynamic diameter (PM10) and less than 2.5 μm (PM2.5). The most reliable method used in measuring Total Suspended Particles (TSP), PM10, PM2.5 and PM1 is the gravimetric method since it directly measures PM concentration, guaranteeing an effective traceability to international standards. This technique however, neglects the possibility to correlate short term intra-day variations of atmospheric parameters that can influence ambient particle concentration and size distribution (emission strengths of particle sources, temperature, relative humidity, wind direction and speed and mixing height) as well as human activity patterns that may also vary over time periods considerably shorter than 24 hours. A continuous method to measure the number size distribution and total number concentration in the range 0.014 – 20 μm is the tandem system constituted by a Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) and an Aerodynamic Particle Sizer (APS). In this paper, an uncertainty budget model of the measurement of airborne particle number, surface area and mass size distributions is proposed and applied for several typical aerosol size distributions. The estimation of such an uncertainty budget presents several difficulties due to i) the complexity of the measurement chain, ii) the fact that SMPS and APS can properly guarantee the traceability to the International System of Measurements only in terms of number concentration. In fact, the surface area and mass concentration must be estimated on the basis of separately determined average density and particle morphology. Keywords: SMPS-APS tandem system, gravimetric reference method, uncertainty budget, ultrafine particles.

Intrusion detection techniques in wireless local area networks

This research investigates wireless intrusion detection techniques for detecting attacks on IEEE 802.11i Robust Secure Networks (RSNs). Despite using a variety of comprehensive preventative security measures, the RSNs remain vulnerable to a number of attacks. Failure of preventative measures to address all RSN vulnerabilities dictates the need for a comprehensive monitoring capability to detect all attacks on RSNs and also to proactively address potential security vulnerabilities by detecting security policy violations in the WLAN. This research proposes novel wireless intrusion detection techniques to address these monitoring requirements and also studies correlation of the generated alarms across wireless intrusion detection system (WIDS) sensors and the detection techniques themselves for greater reliability and robustness. The specific outcomes of this research are: A comprehensive review of the outstanding vulnerabilities and attacks in IEEE 802.11i RSNs. A comprehensive review of the wireless intrusion detection techniques currently available for detecting attacks on RSNs. Identification of the drawbacks and limitations of the currently available wireless intrusion detection techniques in detecting attacks on RSNs. Development of three novel wireless intrusion detection techniques for detecting RSN attacks and security policy violations in RSNs. Development of algorithms for each novel intrusion detection technique to correlate alarms across distributed sensors of a WIDS. Development of an algorithm for automatic attack scenario detection using cross detection technique correlation. Development of an algorithm to automatically assign priority to the detected attack scenario using cross detection technique correlation.