Uso de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) para la Reconstrucción de Alta Resolución de la Topografía: El Enfoque de Estructura a Partir del Movimiento en Entornos Costeros
Autores: Mancini, Francesco; Dubbini, Marco; Gattelli, Mario; Stecchi, Francesco; Fabbri, Stefano; Gabbianelli, Giovanni
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2013
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencia y tecnología de los recursos naturales
Palabras clave
Entornos costeros
Modelos Digitales de Superficie
Estructura a partir del Movimiento
Vehículo Aéreo No Tripulado
Nube de puntos
Precisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
La disponibilidad de Modelos Digitales de Superficie de alta resolución de entornos costeros es de creciente interés para los científicos involucrados en el estudio de los procesos del sistema costero. Entre la variedad de métodos terrestres y aéreos disponibles para producir tal conjunto de datos, este estudio prueba la utilidad del enfoque de Estructura a partir del Movimiento (SfM) para imágenes aéreas de baja altitud recolectadas por Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV). El enfoque basado en imágenes SfM fue seleccionado al buscar un método rápido, económico y altamente automatizado, capaz de producir información 3D a partir de imágenes aéreas no estructuradas. En particular, se utilizó para generar una nube de puntos densa y sucesivamente un Modelo Digital de Superficie (DSM) de un sistema de dunas de playa en Marina di Ravenna (Italia). La calidad del conjunto de datos de elevación producido por el UAV-SfM fue inicialmente evaluada mediante comparación con la nube de puntos generada por encuestas de Escaneo Láser Terrestre (TLS). Tal comparación sirvió para resaltar una diferencia promedio en los valores verticales de 0.05 m (RMS = 0.19 m). Sin embargo, aunque la comparación de nubes de puntos es el mejor enfoque para investigar la correspondencia absoluta o relativa entre los métodos UAV y TLS, la evaluación de características geomórficas generalmente se basa en el análisis de superficies multitemporales, donde se requiere un proceso de interpolación. Por lo tanto, se generaron DSM a partir de nubes de puntos UAV y TLS y se evaluaron las precisiones absolutas verticales mediante comparación con una encuesta del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). La comparación vertical de los DSM UAV y TLS con respecto a las mediciones GNSS señaló una distancia promedio a nivel de cm (RMS = 0.011 m). La comparación directa punto por punto entre las elevaciones UAV y TLS muestra una distancia promedio muy pequeña, 0.015 m, con RMS = 0.220 m. Se encuentran valores más grandes en áreas donde están presentes cambios repentinos en la topografía. Se demostró que el enfoque basado en UAV es directo y la precisión del conjunto de datos vertical es comparable con los resultados obtenidos por la tecnología TLS.
Descripción
La disponibilidad de Modelos Digitales de Superficie de alta resolución de entornos costeros es de creciente interés para los científicos involucrados en el estudio de los procesos del sistema costero. Entre la variedad de métodos terrestres y aéreos disponibles para producir tal conjunto de datos, este estudio prueba la utilidad del enfoque de Estructura a partir del Movimiento (SfM) para imágenes aéreas de baja altitud recolectadas por Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV). El enfoque basado en imágenes SfM fue seleccionado al buscar un método rápido, económico y altamente automatizado, capaz de producir información 3D a partir de imágenes aéreas no estructuradas. En particular, se utilizó para generar una nube de puntos densa y sucesivamente un Modelo Digital de Superficie (DSM) de un sistema de dunas de playa en Marina di Ravenna (Italia). La calidad del conjunto de datos de elevación producido por el UAV-SfM fue inicialmente evaluada mediante comparación con la nube de puntos generada por encuestas de Escaneo Láser Terrestre (TLS). Tal comparación sirvió para resaltar una diferencia promedio en los valores verticales de 0.05 m (RMS = 0.19 m). Sin embargo, aunque la comparación de nubes de puntos es el mejor enfoque para investigar la correspondencia absoluta o relativa entre los métodos UAV y TLS, la evaluación de características geomórficas generalmente se basa en el análisis de superficies multitemporales, donde se requiere un proceso de interpolación. Por lo tanto, se generaron DSM a partir de nubes de puntos UAV y TLS y se evaluaron las precisiones absolutas verticales mediante comparación con una encuesta del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). La comparación vertical de los DSM UAV y TLS con respecto a las mediciones GNSS señaló una distancia promedio a nivel de cm (RMS = 0.011 m). La comparación directa punto por punto entre las elevaciones UAV y TLS muestra una distancia promedio muy pequeña, 0.015 m, con RMS = 0.220 m. Se encuentran valores más grandes en áreas donde están presentes cambios repentinos en la topografía. Se demostró que el enfoque basado en UAV es directo y la precisión del conjunto de datos vertical es comparable con los resultados obtenidos por la tecnología TLS.