Vigilancia de corrimientos de tierras mediante UAS LiDAR

Knowledge 20240523

Desafío

La Universidad de Vermont (UVM), en EEUU, se implicó en este proyecto a través de sus conexiones con el Servicio Geológico de Vermont (VGS) y la Agencia de Transporte de Vermont (VTrans). La UVM es una de las pocas organizaciones del estado con acceso a la tecnología UAS LiDAR, lo que la convierte en un contacto prioritario para capturar datos y modelos de elevación precisos para los corrimientos de tierras, especialmente cuando se requiere una recogida rápida de datos.

La UVM es también una universidad núcleo de ASSURE, el centro de excelencia investigadora de la FAA. A través de estas misiones de desprendimiento de tierras, la UVM documentó información importante sobre el uso de UAS en la respuesta a catástrofes, contribuyendo a nuevas investigaciones en este campo.

El objetivo era capturar datos precisos de elevación de los desprendimientos para su seguimiento. En los desprendimientos más grandes, como los de Smuggler’s Notch y Cottonbrook, la atención se centró en comprender el movimiento de la tierra a lo largo del tiempo e identificar cualquier indicio de escombros sueltos para estimar el volumen o posibles desprendimientos futuros a gran escala.

Estos proyectos requerían un LiDAR UAS preciso, capaz de penetrar densas copas de árboles y escombros para capturar puntos del terreno. Los datos debían ser precisos para crear estimaciones de volumen de escombros, que luego podrían compararse con capturas de datos anteriores y utilizarse para controlar el movimiento del terreno, como nuevas grietas o deslizamientos bajo densas copas de árboles. Además, la UVM necesitaba un sensor con un gran campo de visión (FOV) para llegar a lugares difíciles, como los acantilados verticales extremos de Smuggler’s Notch.

Solución

La UVM eligió el YellowScan Surveyor Ultra por su capacidad de campo de visión de 360 grados, que resultó especialmente útil para captar las caras verticales de Smuggler’s Notch. Además, su capacidad de 3 ecos fue inestimable para penetrar en las densas copas de los árboles durante las condiciones de hojas encendidas en Cottonbrook, lo que les permitió detectar grietas y desprendimientos individuales que antes pasaban desapercibidos.

El Topógrafo Ultra fue de gran ayuda en sus investigaciones sobre desprendimientos y desprendimientos de rocas con caras verticales, especialmente en zonas en las que gran parte del terreno estaba cubierto por densas copas de árboles. Emparejados con el DJI Matrice 300 RTK, pudieron sortear fácilmente los difíciles terrenos de estos desprendimientos gracias a una meticulosa planificación. Esto les permitió captar datos que suelen ser difíciles de obtener.

Cara vertical de Smuggler’s Notch

YellowScan Surveyor Ultra en una DJI M300

Parámetros de la misión

  • Tamaño de la encuesta:
    Smugglers Notch – 25,8 hectáreas
    Cottonbrook – 42,7 hectáreas
  • Duración:
    Smuggler’s Notch – 1 semana para la planificación, la adquisición fue de 30 minutos, y unas 1-2 semanas para el procesamiento (la clasificación manual de los puntos para el QA/QC amplía esta duración).
    Cottonbrook – 1 semana para la planificación, la adquisición fue de 35 minutos, 1 semana para el procesamiento
  • Número de vuelos:
    Muesca del Contrabandista: 2 vuelos LiDAR, 1 fotogrametría
    Cottonbrook: 2 vuelos LiDAR , 1 fotogrametría
  • Velocidad y altura de vuelo: 5 m/s de velocidad de vuelo para todos, 70 m de altura de vuelo
  • Equipo utilizado: YellowScan Surveyor Ultra (sensor principal) + Mapper (sensor de reserva), DJI M300 RTK + DJI Zenmuse P1 (para fotogrametría), Cloudstation con el módulo de ajuste de franjas, la corrección de la trayectoria se realizó mediante una estación CORS gestionada por la Agencia de Transporte de Vermont (VTrans).

Nube de puntos de Smuggler’s Notch y Modelo Digital de Superficie

Resultados

  • Densidad de la nube de puntos: 1000+ ppm² (Cottonbrook).

Al comparar los datos anteriores con el LiDAR estatal (modelos digitales de elevación y superficie), los resultados mostraron diferencias de 3-5 cm, lo que les dio confianza en la adquisición de datos. Incluso bajo densas copas de árboles, los puntos terrestres produjeron modelos digitales de elevación que los geólogos estatales apreciaron. Por ejemplo, en Cottonbrook, la UVM extrajo grietas y pequeños valles bajo los árboles, así como deslizamientos en los derrumbes. En Smuggler’s Notch, capturaron secciones transversales detalladas de la cara vertical para futuras comparaciones.

Los datos que recogimos fueron valiosos para los informes anuales de los geólogos estatales sobre los desprendimientos de Smuggler’s Notch y Cottonbrook, incluidos los cambios en las caras verticales y los escombros caídos. Los datos de alta resolución captados bajo las copas de los árboles en Cottonbrook revelaron grietas nunca vistas. Además, durante los corrimientos de tierras provocados por las inundaciones, los datos proporcionaron información crítica para que los geólogos del estado pudieran abordar los problemas de evacuación o seguridad de los urbanistas y primeros intervinientes de todo Vermont, aumentando la confianza en la toma de decisiones.

La facilidad de configuración y posprocesamiento en YellowScan CloudStation permitió obtener modelos de datos rápidos y de calidad para informes y análisis posteriores con el Servicio Geológico de Vermont. Racionalizar la captura y el procesamiento de datos es crucial para estos proyectos anuales, garantizando un éxito continuado.

Desprendimiento de Cottonbrook bajo las copas de los árboles

El uso de un sistema YellowScan LiDAR con un dron aportó importantes ventajas, ya que nos permitió capturar rápidamente datos de alta calidad en lugares remotos inaccesibles a pie. Con esta tecnología, inspeccionamos eficazmente grandes zonas para obtener datos de elevación y superficie en cuestión de minutos y los procesamos en cuestión de horas. Además, durante los desprendimientos del verano, la rápida asistencia del equipo de apoyo de YellowScan ayudó a resolver los problemas de ruido y a garantizar la comprobación del estado de los sensores.

Benny Berkenkotter Técnico UAS – Laboratorio de Análisis Espacial UVM

Conozca los casos reales de investigación medioambiental de nuestros clientes

Descargar catálogo
Ys success stories catalog environmental research mockup.png