Introducción
La fotogrametría es una técnica para la obtención de cartografía de los elementos que nos rodea, sobrevolar una extensión determinada para la toma de fotografías aéreas y en gabinete poder recomponer el modelo para obtener la geometría y los elementos de dicha extensión, hace que esta técnica sea muy potente.
Debido a que el levantamiento tradicional con fotogrametría convencional de vuelo tripulado para la obtención de planos topográficos, con poco presupuesto es inviable (por las limitaciones económicas, condiciones climáticas, logística, etc.) ha permitido que la ejecución de proyecto fotogramétricos con los RPAS sea factible, ganando terreno por las ventajas que ofrece, principalmente por su bajo costo.
Los vuelos con RPA (Remotely Piloted Aircraft, aviones controlados de forma remota), permiten emplear instrumental de costo razonable, para capturar las imágenes y post proceso en gabinete; alcanzando precisiones de pocos centímetros, debido principalmente a los vuelos a muy baja altura y modelos matemáticos fotogramétricos contrastados en el mercado para la corrección de posibles distorsiones geométricas de la cámara.
Los trabajos se efectuaron por encargo de la Municipalidad Distrital de Calango, que comprendieron trabajos de campo y gabinete como: Levantamiento topográfico RTK, lectura de puntos de fotocontrol, toma de fotografías aéreas con RPAS, restitución 3D en entorno estereoscópico, elaboración de orto imágenes y generación de plano topográfico, plano perimétrico para impresión.
El área volada por la aeronave pilotada a distancia (RPA), corresponde para el levantamiento topográfico del Centro Poblado “La Vuelta - Yuncavirí“ en el distrito de Calango, provincia de Cañete.
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1. Colocación de Puntos de Foto Control (PFC). Imagen Izquierda. Aerofoto de Centro Poblado Calango “La Vuelta - Yuncarivi“
1. Generalidades
Los trabajos efectuados por solicitud de la Municipalidad Distrital de Calango, comprenden trabajos de campo y gabinete como: Levantamiento topográfico RTK, lectura de puntos de fotocontrol, toma de fotografías aéreas con RPAS, restitución 3D en entorno estereoscópico, elaboración de orto imágenes y generación de plano topográfico, plano perimétrico para impresión. El área volada por la aeronave pilotada a distancia (RPA), corresponde para el levantamiento topográfico del Centro Poblado La Vuelta - Yuncavirí en el distrito de Calango, provincia de Cañete, departamento de Lima.
2. Objetivos
• Realizar el establecimiento y levantamiento de puntos Fotocontrol (puntos de apoyo fotogramétrico), empleando los receptores GNSS- diferencial por el método Cinemático Tiempo Real (RTK).
• Realizar vuelo fotogramétrico RPAS.
• Generar orto mosaico a esc 1/500 y MDE, MDS, MDT
• Generar curvas de nivel, intervalo de curva 1m.
3. Solicitante
Los alumnos de la carrera de Geomática de la Escuela Superior Técnica SENCICO, como parte de la formación integral de sus profesionales y cumpliendo con sus lineamientos de responsabilidad social; en conjunto con los docentes de la carrera de Geomática, realizó el “Proyecto Calango” en coordinación con la alcaldesa de la Municipalidad Distrital de Calango, la Sra. Lucía Rodríguez Huambachano, con la finalidad de contribuir con información geodésica y cartográfica actualizada que beneficiarán a más de 2.200 habitantes.
Datos de la Persona Responsable del Informe Técnico
Nombre : Taquia Yupanqui Saul
Empresa : Escuela Superior Técnica - SENCICO
Dirección : Av. De la Poesía Nº 351 - San Borja, Lima - Perú
Teléfono : 01 211-6300
Celular : 962667417
Pagina Web : https://www.gob.pe/sencico
Correo : mdpv_sede_central@sencico.gob.pe
Firma y Sello :
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4. Ubicación del Proyecto
4.1 Ubicación Política
Lugar : Centro Poblado La Vuelta Yuncaravi
Distrito : Calango
Provincia : Cañete
Departamento : Lima
Imagen 01: Plano de Ubicación
4.2 Ubicación Cartográfica
Carta Nacional : 26-j
Nombre de la hoja : 26-j : Mala
Escala : 1 / 100 000
Zona : 18 Sur.
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4.3 Coordenadas Geográficas
Latitud : -12.523960°
Longitud : -76.524590°
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4.4. Coordenadas UTM
Este : 334344.12 m E
Norte
5. Marco Legal
• Norma Técnica Geodésica “Especificaciones Técnicas Para Posicionamiento Geodésico Estático Relativo Con Receptores Del Sistema Satelital De Navegación Global”.
• Norma Técnica Complementaria (NTC) “Requisitos para las Operaciones de Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia”.
• Ley N° 27261 - Ley de Aeronáutica Civil.
• Ley N° 30740 - Ley que regula el uso y las operaciones de los Sistemas de Aeronaves Pilotadas a Distancia (RPAS).
• Proyecto de “MANUAL TÉCNICO PARA GENERACIÓN DE ORTOIMÁGENES”
MT N° 3 – 01
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6. Actividades Preliminares
Para la realización del levantamiento Aerofotogramétrico se desarrollaron actividades preliminares en gabinete.
6.1. Actividades preliminares
Logística: La gestión del recurso humano, transporte y materiales se realizaron en coordinación bilateral entre los alumnos de la carrera de Geomática y coordinación de carrera.
Los equipos de levantamiento Aerofotogramétrico (Dron Phantom 4 Pro V2.0 y Dron Parrot Anafi) y Trimble R8 Gnss Rtk, fueron proporcionados por la empresa INFODIG S.A.C Topografía y Cartografía Digital.
Reconocimiento del área de trabajo: Se realizó mediante software Google Earth Pro, donde se estableció el área a intervenir y la ubicación preliminar de los puntos de fotocontrol.
Transporte: el transporte de los equipos, materiales y personal de campo fue por vía terrestre.
Origen : San Borja, Lima
Duración : 2 horas.
Destino : CP. La Vuelta Yuncavirí
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7. Levantamiento de PFC por el Método RTK
7.1 Planificación de vuelo
Establecido el área de trabajo en gabinete; para llevar a cabo la adquisición de las fotografías aéreas es necesario elaborar el plan de vuelo a fin de definir los parámetros de adquisición de las imágenes, la extensión y tiempo de vuelo. Para ello se realizó la planificación del vuelo fotogramétrico en software de planificación de vuelos Dji para mapeo con drones y fotogrametría, Pix4D Capture, para los drones Phantom 4 Pro V2.0 y Parrot Anafi. respectivamente para cubrir toda el área.
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Planificación de vuelo para Parrot Anafi.
Planificación de vuelo para Phantom 4 Pro V2.0
8. ACTIVIDADES DE CAMPO
8.1 GEODESIA
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8.2 Establecimiento de Puntos de Fotocontrol
Teniendo la ubicación preliminar de los puntos de fotocontrol realizado en gabinete; en campo previo al inicio de los trabajos se efectuó un reconocimiento de la zona, para el establecimiento de los puntos de fotocontrol y ubicación del RPAS para la ejecución del vuelo. Se procedió a ver in situ la ubicación de los puntos, cabe señalar que la ubicación de los puntos se ubicó en zonas convenientes que puedan visualizarse, para dar inicio del Se marcó con cal los 09 puntos de foto control, colocándoles una codificación para la fácil visualización en las ortofotos, Para definir la ubicación de los puntos se consideró que el relieve del terreno sea llano y se encuentre despejado en un radio de 3 metros, a fin de que la marca en el suelo sea visible en las fotografías aéreas para su posterior procesamiento
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8.3 Levantamiento de PFC por el Método RTK
Para la medición de los puntos de foto control, se empleó el procedimiento Cinemático en Tiempo Real (RTK), ubicando un receptor como BASE en un punto geodésico previamente establecido en la zona de trabajo con código LIM05725 de coordenadas conocidas, y otro equipo como GPS Rover efectuando las observaciones en los puntos de foto control.
Se empleó también los datos de la Estación de Rastreo Permanente LI04 de Orden “0” establecido por el IGN, ubicada en la Municipalidad del distrito de Pucusana, departamento Lima, provincia Lima
A partir del punto geodésico LIM05725, se realizó el levantamiento de los puntos de foto control previamente planificados y codificados en el terreno con el GPS ROVER que recibe datos en los puntos que se desean establecer; para este trabajo se estableció nueve (09) puntos de fotocontrol, tomando la información de detalles reconocibles para la correcta georreferenciación de todas las imágenes aéreas tomadas del área de estudio.
Tanto el GPS BASE y GPS ROVER trabajan de forma simultánea recibiendo los mismos satélites en los mismos tiempos.
Esta metodología es utilizada en geodesia para medir y obtener coordenadas, su precisión depende de los tiempos de medición, la precisión del punto base y sobre todo del tipo de receptor empleado.
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Levantamiento de puntos de Foto Control
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Levantamiento de puntos de Foto Control
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8.4 Vuelo Aero Fotogramétrico
La determinación del área de levantamiento y la planificación de vuelo se efectuó en gabinete como actividades preliminares.
En campo se llevó a cabo dos vuelos fotogramétricos.
• Levantamiento con RPAS Phantom 4 Pro V2.0
• Levantamiento con RPAS Parrot Anafi
Los RPAS utilizados fueron previamente calibrados y cargados. También se consultó las condiciones atmosféricas óptimas en la aplicación UAV Forecast.
El levantamiento de vuelo Aero fotogramétrico se realizó el día 2 de Julio de 2022 a las 12:25 hrs.
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9. Procesamiento en Gabinete
Las imágenes tomadas con RPAS fueron almacenadas en la memoria interna de la cámara, y se transfiere al computador.
Con el software Agisoft Metashape Photo Scan, se procede a procesar las imágenes para la generación de la ortofoto.
En la primera se realizó la calibración automática de cámaras, que consiste en la búsqueda de puntos en común entre las fotografías. Este proceso permitió generar una nube puntos de enlace. En la segunda etapa se realizó la densificación de la nube de puntos, logrando. Luego, se realizó la clasificación de la nube de puntos, considerando las siguientes catego-
manual para asignar una clase a los puntos que no se clasificaron correctamente.
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rías: vegetación, edificios, vías, agua, y terreno, posteriormente se realizó la clasificación
Procesamiento Phantom 4 Pro V2.0
Procesamiento Parrot Anafi
También se ha realizado el procesamiento de las imágenes obtenidas con el Phantom 4Pro V2.0, para la generación de las curvas de nivel a intervalos a 1m a partir del Modelo digital de elevaciones DEM en el software Agisoft Metashape Photo Scan.
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Procesamiento de Curvas de nivel
10. Organización
10.1 Recursos Humanos
PERSONAL.
01 Ingeniero.
01 Geodesta.
01 Personal de apoyo
01 Conductor
10.2 Equipos y Materiales
EQUIPOS.
01 Equipo GPS Diferencial Trimble modelo R8 GNSS.
01 Tripode.
01 Base nivelante.
01 Cámara fotográfica.
01 Drone Phamtom 4 Pro V2.0
01 Drone Parrot Anafi
SOFTWARE.
Se usó Agisoft Metashape Photo Scan
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11.1 Parrot DJI Phantom 4 Pro V2.0
Drone ultra compacto y portátil capaz de asombrosa videografía aérea 4K HDR e imágenes térmicas que pueden ayudar a una variedad de industrias profesionales. Los sensores duales se han hecho funcionar en sincronización completa, combinando la imagen térmica sobre las imágenes visibles. La térmica Anafi también es capaz de tomar fotografías de alta resolución de 21MP con sensores visibles o térmicos.
Especificaciones técnicas
Peso (incluida la cámara) : 1,375 Kg aproximadamente
Tamaño Diagonal (Hélices Excluidas) : 350 mm
Velocidad Máx. en Ascenso : 6 m/s (modo Sport)
Velocidad Máx. en Descenso : 4 m/s (modo Sport)
Velocidad Máxima : 45 m/s (modo sport)
Altura Máx. de vuelo, sobre el Nivel del Mar 6000 m
Máxima duración de Vuelo : 30 minutos
Temperatura de funcionamiento : de 0°C a 40°C
Modo GPS : GPS/GLONASS
Precisión de Vuelo Estacionario:
Vertical: Horizontal
±0,1 m (con posicionamiento visual) ±0,3 m (con posicionamiento
visual)
±0,5 m (con posicionamiento GPS) ±1,5 m (con posicionamiento GPS)
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11.2 Parrot Anafi
Drone ultra compacto y portátil capaz de asombrosa videografía aérea 4K HDR e imágenes térmicas que pueden ayudar a una variedad de industrias profesionales. Los sensores duales se han hecho funcionar en sincronización completa, combinando la imagen térmica sobre las imágenes visibles. La térmica Anafi también es capaz de tomar fotografías de alta resolución de 21MP con sensores visibles o térmicos.
Especificaciones técnicas
Peso (incluida la cámara) : 320 g aproximadamente
Tamaño Diagonal (Hélices Excluidas) : 240 mm
Velocidad Máx. en Ascenso : 4 m/s (modo Sport)
Velocidad Máx. en Descenso : 4 m/s (modo Sport)
Velocidad Máxima : 15 m/s (modo sport)
Altura Máx. de vuelo, sobre el Nivel del Mar 4500 m
Máxima duración de Vuelo : 25 minutos
Temperatura de funcionamiento : de 0°C a 40°C
Modo GPS : GPS/GLONAS
Presición de Vuelo Estacionario:
Vertical: Horizontal ±0,2 m (con posicionamiento visual) ±0,2 m (con posicionamiento visual ±0,004 m (con posicionamiento GPS) ±0,005 m (con posicionamiento GPS)
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11.3 Trimble R8 GNSS RTK
El receptor GNSS Trimble R8s es un receptor configurable que se puede escalar para adaptarse a las necesidades futuras, contiene configuraciones de posprocesamiento, solo base, solo rover o base y rover, Aplicaciones intuitivas de software decampo Trimble Access y software deoficina Trimble Business Center y variedad de usos , útil en trabajos/estudios de ingeniería, topografía y geodesia.
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11. Especificiaciones Técnicas de los Equipos GNSS Utilizados
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12. Conclusiones
• Se ha realizado el levantamiento de 09 puntos de foto control mediante receptores GNSS base y rover Trimble R8 y accesorios. Luego se realizo el cálculo de la corrección de coordenadas de los puntos de foto control para lo cual se utilizó el software licenciado Trimble Business Center (TBC).
• Se ha realizado el levantamiento topográfico en el centro poblado de La Vuelta Yuncavirí, mediante fotogrametría con dron y mediciones GNSS, el cual ha permitido generar un mapa del modelo digital del terreno a escala 1:500 con una resolución espacial de a 2.5cm/píxel y un ortomosaico con una resolución espacial de 2.5 cm/píxel.
• Se ha elaborado un mapa de curvas de nivel del terreno con intervalo de 1 metro a escala 1:500. Los resultados muestran que la localidad de La Vuelta Yuncavirí presenta elevaciones máximas al Norte donde se encuentran los cerros y depresiones que remarcan los márgenes del río Mala.
13. Recomendaciones
• Antes de realizar el vuelo se recomienda realizar la verificación de las condiciones meteorológicas de la zona de estudio y el índice geomagnético, también realizar la revisión y calibración de equipos fotogramétricos
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