Introducción
Las 3 etapas esenciales para realizar un buen mapa usando drones son la planificación de vuelo, la captura de imágenes y el procesamiento de imágenes.
Solo que antes de hacer un mapa con drones existe una etapa previa, que es responder la pregunta: para qué se quiere hacer el mapa.
Todo parte con un cliente que tiene un problema, el cual tú puedes resolver realizando un mapa. Por lo tanto, solo si este mapa puede resolver ese problema, tendrá sentido realizarlo.
Asumiremos que esta etapa previa ya está resuelta. De todas formas, abordaremos en profundidad esta etapa previa otro momento.
Entonces, ya tomada la decisión de hacer un mapa, revisaremos estas 3 etapas.
Etapa 1: la planificación de vuelo
Según sea el problema que se desea resolver, se establecerán los requerimientos que debe tener el mapa. Y según estos requerimientos se debe realizar la planificación de vuelo de captura de imágenes.
Alguna de las preguntas de hardware que se deben contestar son:
- Qué drone se debe usar?
- Qué cámara de debe usar?
- Cuántas baterías se requieren?
Entre las preguntas de planificación se encuentran las siguientes:
- Cuál es el área que se debe volar?
- A qué altura se debe volar?
- Qué traslapes se deben usar?
- A qué resolución se deben capturar las imágenes?
- A qué velocidad debe volar el drone?
- Cuál es el lugar de despegue?
- Cuál es el lugar de aterrizaje?
Y para contestar estas preguntas, se debe utilizar alguna metodología que permita ir contestando cada una de ellas en forma secuencial, para así ir elaborando cada fase de la planificación de vuelo para captura de imágenes.
Ejemplo forestal
Supongamos que un cliente forestal requiere de realizar un mapa con drones para estimar la cantidad de árboles existentes en un predio de 100 hectáreas de pinos de 20 metros de altura, y donde el terreno de extremo a extremo tiene una pendiente de 10 grados.
Para este caso, surgen varias preguntas, entre ellas:
- Servirá una cámara RGB? O una cámara multiespectral?
- Qué resolución deben tener las imágenes para poder contar los árboles?
- Cuáles son los traslapes que debo usar para esta textura de paisaje?
- Cuántos vuelos debo realizar para cubrir todo el terreno?
- Cómo afecta la pendiente a la planificación del vuelo?
- Cómo selecciono los lugares de despegue y aterrizaje?
Una vez que tengamos estas respuestas, se podrá realizar la correcta planificación de vuelo.
Ejemplo minero
Una minera requiere detectar fugas en el sistema de cañerías de riego de ácido en pilas de lixiviación que cubren 50 hectáreas. Entonces las primeras preguntas que surgen son:
- qué cámara es más apropiada: una cámara RGB?, una multiespectral? o una termográfica?
- cuál es la resolución de imágenes necesarias que permiten detectar fugas de solución ácida?
- cuáles son los traslapes necesarios para un paisaje de textura monótona?
- cómo afecta el ángulo del sol en la detección de fugas?
Nuevamente, respondiendo estas preguntas podremos realizar una buena planificación de vuelo.
Software de planificación de vuelos
El siguiente paso es configurar la planificación en un software de captura de imágenes.
El software puede estar instalado en un computador o en un dispositivo móvil como una tablet o un smartphone. Y en este software se va configurando la planificación, donde se deben incluir elementos como:
- El área de la superficie
- Las líneas de vuelo
- Los traslapes frontales y laterales
- La velocidad y altura de vuelo
- La configuración de la cámara
Este proceso se realiza en la oficina, antes de ir a terreno a realizar los vuelos de captura de imágenes. La idea es que cuando llegues a terreno, solo debas hacer ajustes finales.
El resultado de esta primera etapa, es tener un conjunto de planificaciones de vuelo configuradas en un software de captura de imágenes.
Etapa 2: la ejecución de los vuelos
La segunda etapa es la ejecución de las planificaciones de vuelo para capturar imágenes en terreno.
Cuando uno llega a terreno, primero hay que realizar una inspección previa a la zona donde se realizarán los vuelos, para así identificar cualquier potencial problema que afecte a la ejecución de los vuelos (árboles altos, torres de tensión, antenas, etc.).
Lo segundo es realizar la preparación en terreno, que consiste en llegar hasta el lugar que se definió para el punto de partida, preparar el drone, las baterías, configurar la cámara y dejar todo listo para el inicio del primer vuelo.
Lo tercero es iniciar el proceso de captura de imágenes y ejecutar paso a paso los vuelos que se planificaron en la etapa 2.
Ejemplo agrícola
Un cliente agrícola quiere analizar el estado de salud de un cultivo de 60 hectáreas de arándanos, el cual está distribuido en 2 áreas que están separadas entre sí a una distancia de 1 kilómetro. El área A es de 20 hectáreas y el área B es de 40 hectáreas.
En la etapa previa se decidió utilizar un drone multirrotor de autonomía de 20 minutos y una cámara multiespectral para así poder calcular el índice NDVI.
De acuerdo a la programación de las líneas de vuelos, la planificación entregó como resultado que se realizarán 3 vuelos:
- 1 vuelo para el área A de 20 hectáreas
- 2 vuelos para el área B de 40 hectáreas
Para estos 3 vuelos se usarán 3 baterías en total y la altura de vuelo está configurada para que la cámara capture imágenes con una resolución de 4 centímetros por pixel.
Los vuelos
Se realizará el primer vuelo para el área A. Una vez que aterrice el drone se revisarán las fotos capturadas para asegurarse que estén ok. Si las fotos están ok, se da por finalizado el primer vuelo.
Luego hay que trasladar el equipamiento hasta el lugar del área B (a 1 kilómetro de distancia) y realizar el proceso de inspección del terreno. Entonces hay que cambiar la batería, revisar la configuración de la cámara e iniciar el segundo vuelo.
Cuando aterrice el drone hay que revisar nuevamente las imágenes, cambiar la batería, revisar la configuración de la cámara e iniciar el tercer vuelo, que será el mismo punto de partida del vuelo 2.
Al finalizar el vuelo 3, hay que revisar las imágenes y asegurarse que están ok.
En forma previa, se había decidido iniciar los vuelos a las 11:30 horas, para asegurar que el ángulo del sol no generara reflejos en los cultivos y así no afectar a los resultados del índice NDVI.
Por último, hay que guardar el drone, la cámara y los accesorios, finalizando así el trabajo en terreno.
Etapa 3: procesamiento de imágenes
Ya de vuelta en la oficina, se inicia la etapa de procesamiento de imágenes, para lo cual se requieren las imágenes capturadas en la etapa 2.
La cantidad de imágenes capturadas para elaborar el mapa, dependerán de:
- el área de la superficie a cubrir
- la altura de vuelo
- la resolución de la cámara
- y los traslapes horizontales y frontales
Por ejemplo, supondremos que para cubrir un área de 20 hectáreas se capturaron 400 imágenes con una cámara RGB.
Estas imágenes tienen que ser importadas a algún software de procesamiento de imágenes, el cual puede tardar horas en procesar el mapa, debido a su alto requerimiento de recursos de hardware.
Para este caso, las 2 opciones más comunes son:
- Usar software de procesamiento instalado en hardware local
- Subir las imágenes a algún servicio online de procesamiento
Ambas opciones tienen ventajas y desventajas, y la elección de la alternativa más conveniente dependerá de los requerimientos iniciales.
Una vez generado el mapa, finaliza la etapa 3.
Si bien estas 3 etapas están simplificadas, son la base para construir un buen mapa. Y solo para adelantar, luego viene una etapa de análisis de imágenes, en la cual se analiza el mapa con el objetivo de extraer la información que requería el cliente inicialmente.
