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LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO DE VASOS DE ALMACENAMIENTO CON VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS

S. PÉREZ NIETO.- Departamento de Irrigación, UACH

F. R. HERNÁNDEZ SAUCEDO .- Departamento de Irrigación, UACH

H. FLORES MAGDALENO .- Programa de Hidrociencias, COLPOS

F. Rivera Toral .- Consultor independiente

II Congreso Nacional de Riego y Drenaje COMEII 2016

08 al 10 de septiembre del 2016

Chapingo, México 1

INTRODUCCIÓN

Hidrológicos,

Agrológicos,

Meteorológicos,

Geológicos,

Mecánica de suelos,

Socioeconómicos,

Tipo constructivo, y

TOPOGRÁFICOS

2 II Congreso Nacional de Riego y Drenaje COMEII 2016 Chapingo, México, del 08 al 10 de septiembre del 2016

Estudios para el proyecto de obras de almacenamiento

INTRODUCCIÓN

OBJETIVO

Determina el área de la cuenca

y la longitud y pendiente de la

red hidrológica para estimar el

Vema y la Qmáx

CARACTERÍSTICAS

Baja precisión: 1/500

Se pueden hacer con SIG o en

Cartas Topográficas del INEGI


Estudios topográficos de la Cuenca de Captación

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS:

Estimar las áreas inundadas y

los volúmenes almacenados

Generar un plano de las áreas

inundadas que permita estimar

las afectaciones e indemniza-

ciones; y

Elaborar un plano que sirva de

base para los estudios de

permeabilidad


Estudios topográficos del VASO DE ALMACENAMIENTO

,0.000 60,000.000 120,000.000 180,000.000 240,000.000 300,000.000 360,000.000 420,000.000 480,000.000 540,000.000

314.00

316.00

318.00

320.00

322.00

324.00

326.00

328.00

330.00

332.00

334.00

314.00

316.00

318.00

320.00

322.00

324.00

326.00

328.00

330.00

332.00

334.00

,0.000 20,000.000 40,000.000 60,000.000 80,000.000 100,000.000 120,000.000 140,000.000 160,000.000

Capacidad (m3)

Ele

vació

n (

m)

Áreas (m2)

GRÁFICA ÁREAS - CAPACIDADES LOS OTATES, COSALÁ

ÁREA

VOLUMEN

INTRODUCCIÓN

CARACTERÍSTICAS:

Precisión intermedia: 1/5000

Se pueden usar los PT de

Poligonales y el MT de

radiaciones.

Se utiliza, teodolito, ET y

GPS

Curvas de nivel a cada 1.0 m



INTRODUCCIÓN

CARACTERÍSTICAS:

Se deben levantar

Puntos para

Configuración en los

cambios la pendiente

Se dibuja la

configuración con

curvas de nivel a cada

1.0 m



INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS:

Elaborar un plano para el

diseño de las cortina y sus

estructuras y para los

estudios de geotecnia,

Establecer un sistema e

PLCA) para los estudios

definitivos y para dar líneas y

niveles al momento del

proceso constructivo


Estudios topográficos de la BOQUILLA

INTRODUCCIÓN

CARACTERÍSTICAS:

Precisión alta: 1/10,000

Se pueden usar los PT de

Poligonales y el MT de

radiaciones.

Se utiliza, teodolito, ET y

GPS en RTK y posproceso

Curvas de nivel a cada 1.0 m


Estudios topográficos de la BOQUILLA

INTRODUCCIÓN


La ET y GPS no siempre son útiles

Con vegetación densa

Con accidentes

topográficos

Las condiciones

climáticas extremas

Implica mucho tiempo de

trabajo de campo y altos

costos

Los VANT pueden ser una buena alternativa

INTRODUCCIÓN


Definición y uso de los VANT

Aeronave que es capaz de volar

a control remoto o bien a través

de un programa preestablecido

mediante un software especial

Miden con equipos modernos

como GPS, sensores

infrarrojos, RADAR, SONAR y

LIDAR y cámaras de alta

resolución y controles remotos

de precisión

INTRODUCCIÓN


Segmentos de los VANT

Segmento de Vuelo (SV): formado por el Vehículo Aéreo y

los sistemas de recuperación

(aterrizaje sobre ruedas o

patines, red, cable y

paracaídas).

Segmento de Tierra (ST): Estación de Control en tierra y,

recibe la información enviada

por el drón y les da

indicaciones.

INTRODUCCIÓN


Clasificación de los VANT

INTRODUCCIÓN


• De ala fija . Alcanzan distancias de hasta 60 km y una hora de vuelo; pueden superar los 500 m de altura y velocidades de 50 y 70 km/h; los despegues se realizan desde una plataforma y aterrizan contra el suelo; los sensores o cámara se colocan fijos y cenital.

• Especialmente versátiles para cartografía y toma de ortoimágenes.

Tipos de VANT por su tipo de motor S4 Ehécatl o “Dios del viento”

INTRODUCCIÓN


Tipos de VANT por su tipo de motor

• De ala rotativa. Menor autonomía; 30 minutos de vuelo y distancias menores de 10 km; tienen entre 4 y 8 hélices de longitudes de hasta un metro; pueden girar sobre sí mismos en distancias muy cortas, lo que los hace especialmente versátiles para trabajos verticales. Despegan y aterrizan verticalmente

• Igualmente pueden portar todo tipo de cámaras.

INTRODUCCIÓN


Usos de los VANT en INGENIERÍA

• Adquisición de imágenes, para producir ortofotos y MDE en tiempo real

• Inspección de infraestructura

• Gestión y control de riesgos

• Exploración de zonas de difícil acceso

• Monitoreo y control de tráfico

• Combate de enfermedades en zonas agrícolas y forestales

• LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS

INTRODUCCIÓN


Uso en TOPOGRAFÍA

El terreno se escanea con una cámara instalada sobre él, obteniéndose imágenes estereoscópicas, que se procesan para obtener un modelo 3D con resolución centimétrica y una precisión de entre 1 y 5 cm.

CARACTERÍSTICAS:

Excelente precisión

Seguridad

Mayor cobertura

Tiempo reducido

Más información

INTRODUCCIÓN


Imágenes estereoscópicas

INTRODUCCIÓN


Planeación del vuelo

SE DEBE CONSIDERAR:

Tipo y calibración de la cámara

Velocidad y altura del vuelo

Control del disparo

Establecer PCT con precisión

Se hace con un software especializado

INTRODUCCIÓN


Ejucución de la misión de vuelos

MATERIALES Y MÉTODOS


Compromiso presidencial de 5 bordos en Sinaloa



Bordos La Culebra, Choix y La Botella, San Ignacio

Sobre el Arroyo La Quebrada; La boquilla en las coordenadas 106° 34ʹ 47.14ʺ LW, 23° 45ʹ 26.60ʺ LN 65 msnm

Sobre el Arroyo Las Higueras La boquilla de 108° 17ʹ 22.94ʺ LW 26° 30ʹ 31.38ʺ LN y 340 msnm.



Condiciones difíciles para la topografía tradicional

Vegetación densa y difícil acceso



El VANT utilizado

De ala fija.

Tamaño de ala a ala de 1.90 m,

Modelo Skywalker,

De espuma EPO reforzada;

La cola y el fuselaje están unidas por

un tubo de fibra de carbono;

El manejo o control es remoto con el

equipo marca Turnigy 9Xpro

Una cámara canon S110 de 12

megapíxeles



Planeación del vuelo

DEL DRÓN:

Se definió la velocidad y altura del vuelo

Traslape en ambas direcciones

DE LA CÁMARA

Calibración

Enfoque

Control del disparo



Planeación de los vuelos

Software Mission Planner



Misión de vuelos



Establecimiento de PCT



Trabajo de Gabinete

Localización de marcadores y generación del modelo 3D



Generación de la nube de puntos

RESULTADOS


Generación de Ortofotos

Misión

aérea

Fotografías

tomadas

1 680

2 656

3 510

La Botella

RESULTADOS


Generación de Ortofotos

La Quebrada

Misión

aérea

Fotografías

tomadas

1 710

2 540

RESULTADOS


Configuración del terreno

CONCLUSIONES

Los VANT son una excelente alternativa para los estudios topográficos de vasos de almacenamiento, por la alta densidad de puntos y baja resolución espacial de las imágenes levantadas.

La precisión obtenida de 50 mm en planta, es suficiente para vasos de almacenamiento y podría emplearse para el levantamiento de zonas de riego,

La aplicación de esta tecnología para zonas que requieren mayor precisión como la boquilla de una presa de almacenamiento o áreas donde se proyectarán estructuras donde se requiere más precisión, debe estudiarse con particularidad


CONCLUSIONES

Su principal dificultad es la discriminación de puntos correspondientes a la vegetación, lo cual puede ser posible con sensores de RADAR, SONAR y LIDAR por ejemplo.

Debe estudiarse los temas de escala, precisión y tolerancia.

Estas tecnologías están destinadas a sustituir en el corto plazo la de GPS.


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